Las cinco tecnologías que lo podrían cambiar todo

Es una tarea difícil: En los próximos decenios, el mundo tendrá que emanciparse de la dependencia de los combustibles fósiles y reducir drásticamente los gases de efecto invernadero. La tecnología actual nos llevará sólo hasta aquí, se requieren mayores avances.

¿Cuáles podrían ser esos avances? He aquí un vistazo a las cinco tecnologías que, si tienen éxito, podrían cambiar radicalmente el panorama energético mundial.

Se presentan enormes oportunidades. La capacidad de captar energías desde el espacio, por ejemplo, podría poner en marcha industrias completamente nuevas. La tecnología que puede atrapar y almacenar dióxido de carbono de las plantas de carbón podría rejuvenecer las más antiguas.

El éxito no está asegurado, por supuesto. Las tecnologías presentan desafíos difíciles, y algunos requieren grandes saltos científicos de materiales creados en laboratorios o plantas genéticamente modificadas. Y las innovaciones tienen que ser proporcionadas a un coste que no encarezca demasiado la energía. Si todo esto se puede hacer, cualquiera de estas tecnologías podría cambiar las reglas del juego.

ENERGÍA SOLAR ESPACIAL

Durante más de tres décadas, los visionarios han imaginado aprovechar la energía solar, donde el sol siempre brilla -en el espacio. Si pudiéramos colocar paneles solares gigantes en órbita alrededor de la Tierra, y enviar al menos una fracción de la energía disponible a la Tierra, se podría suministrar electricidad sin escalas a cualquier lugar del planeta.

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Fuente: New Scientist

La luz solar es reflejada en espejos gigantes que orbitan hacia una serie de células fotovoltaicas, la luz se convierte en electricidad y luego se transforma en microondas, que son transmitidas a la tierra. Las antenas en la tierra capturan la energía de microondas y la convierten en electricidad, que se envía a la red.

La tecnología puede sonar como ciencia ficción, pero es simple: los paneles solares en órbita alrededor de 22.000 kilómetros de altura haz de energía en forma de microondas a la tierra, donde es convertida en electricidad y conectado a la red.  (Los envíos a baja potencia se consideran seguros.) Una estación receptora terrestre de una milla de diámetro podría ofrecer cerca de 1.000 megavatios, suficiente para alimentar a una media de 1.000 viviendas EE.UU.

El coste del envío de paneles solares al espacio es el mayor obstáculo, por lo que es necesario diseñar un sistema lo suficiente ligero como para precisar el lanzamiento de unos pocos. Un puñado de países y empresas tienen como objetivo conseguir energía espacial dentro de una década.

BATERÍAS AVANZADAS PARA COCHES

Los vehículos eléctricos podrían reducir el consumo de petróleo y ayudar a limpiar el aire. Pero será necesario tener mejores baterías.

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Fuente: EDSRC

En una batería de litio-aire, el oxígeno fluye a través de un cátodo de carbono poroso y se combina con los iones de litio desde un ánodo de litio-metal en la presencia de un electrolito, produciendo una carga eléctrica. La reacción es ayudada de un catalizador, como el óxido de manganeso, para mejorar la capacidad.

Las baterías de ion-litio, comunes en portátiles, son los favoritos para la próxima generación de híbridos y vehículos eléctricos. Son más poderosas que otras baterías de auto, pero son caras y todavía no tienen gran autonomía, el Chevy Volt, un híbrido del año que viene, puede alcanzar unas 40 millas de autonomía. Idealmente, los coches eléctricos llegarán a 400 millas por carga. Mientras las mejoras no se hagan realidad, el potencial de litio-ion marcará el límite.

Una de las alternativas, de litio-aire, promete 10 veces el rendimiento de las baterías de litio y que podría ofrecer la misma cantidad de energía, como la gasolina. Una batería de litio-aire extrae el oxígeno del aire para su carga, por lo que el dispositivo puede ser más pequeño y más ligero. Un puñado de laboratorios están trabajando en la tecnología, pero los científicos creen que sin ningún avance podría tardar una década en comercializarse.


ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA

Todo el mundo está alentando a la energía eólica y solar. ¿Cómo no? Sin embargo, la eólica y solar son recursos que o se usan o se pierden. Para realizar cualquier tipo de diferencia, necesitan un mejor almacenamiento.

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Fuente: AEP

Los paquetes de baterías ubicados cerca de los clientes pueden almacenar electricidad a partir de fuentes renovables (viento o solar) y suministran energía cuando el sol no brilla o el viento no sopla. La energía se recoge en las unidades de almacenamiento y pueden ser suministradas según las necesidades directamente a los hogares o las empresas.

Los científicos están atacando el problema desde una variedad de ángulos, todos los cuales siguen siendo un problema. Uno, por ejemplo, utiliza la energía producida cuando el viento sopla para comprimir el aire en cámaras subterráneas, el aire se alimenta a las turbinas de gas para hacerlos funcionar más eficientemente. Uno de los obstáculos: encontrar cavernas subterráneas que sean útiles y grandes.

Del mismo modo, las baterías gigantes puede absorber la energía eólica para su uso posterior, pero algunas tecnologías existentes son caras, y otros no son muy eficientes. Aunque los investigadores están buscando nuevos materiales para mejorar el rendimiento, los saltos técnicos gigantes no son probables.

La tecnología de ion-litio puede ser la mayor promesa para el almacenamiento de la red, donde no tenga tantas limitaciones como para autos. Mientras se mejora el rendimiento y los precios bajan, se podrían distribuir pequeñas, potentes baterías de ion-litio más cerca de los clientes. Allí, se podría almacenar el exceso de energía de fuentes renovables y ayudar a suavizar las fluctuaciones pequeñas de energía, haciendo la red más eficiente y reducir la necesidad de stocks de seguridad de fósiles de plantas de combustible. Y se podrán dedicar más  esfuerzos de investigación para las baterías de vehículos.


EL SECUESTRO DE CO2

Mantener el carbón como una fuente abundante de energía significa reducir la cantidad de dióxido de carbono que produce. Eso podría significar nuevas plantas de energía más eficientes. Sin embargo, de captura de CO2 de las instalaciones existentes, cerca de dos mil millones de toneladas al año-sería el verdadero cambio.

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Fuente: Vattenfall

El dióxido de carbono se elimina de los gases de chimenea y se comprime. Es entonces bombeado al subsuelo a gran profundidad y almacenado en formaciones de roca porosa.

Las técnicas para el secuestro de CO2 a una escala modesta existen, pero su aplicación a las plantas de gran potencia reducirían la producción de las plantas en un tercio y el coste de producción de energía se doblaría. Así, los científicos están buscando tecnologías experimentales que puedan reducir las emisiones en un 90%, mientras limitan los aumentos de costes.

Casi todos están en las primeras etapas, y es demasiado pronto para saber qué método ganará. Una prometedora técnica de quema del carbón y del oxígeno purificado en forma de un óxido de metal, en lugar de aire; produce una corriente concentrada de CO2 más fácil de capturar con poca pérdida de eficiencia de la planta. The technology has been demonstrated in small-scale pilots, and will be tried in a one-megawatt test plant next year. La tecnología se ha demostrado a pequeña escala, y se probará en una planta de pruebas de un megavatio el próximo año. Pero podría no estar listo para su uso comercial hasta 2020.


NUEVA GENERACIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES

Una forma de que dejemos de depender del petróleo va a llegar con las fuentes renovables de combustibles de transporte. Eso significa una nueva generación de biocarburantes obtenidos a partir de cultivos no alimentarios.

Los investigadores están ideando maneras de convertir la madera y los residuos de cultivos, la basura y las plantas perennes no comestibles en los combustibles a precios competitivos.Pero la más prometedora próxima generación de biocombustibles proviene de las algas.

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Fuente: Saferenviroment

Las algas crecen tomando las emisiones de CO2, la energía solar y otros nutrientes. Producen un aceite que se puede extraer y anadir en las plantas de refinación existentes para el gasóleo, sustitutos de la gasolina y otros productos.

Las algas crecen rápidamente, consumen dióxido de carbono y puede generar más de 5.000 galones al año por hectárea de biocarburantes, en comparación con 350 galones al año para etanol procedente de maíz.El combustible que proviene de las algas se puede añadir directamente en los sistemas de refinación y de distribución existentes, en teoría, los EE.UU. podría producir lo suficiente como para satisfacer todas las necesidades de transporte de la nación.

Pero es pronto. Decenas de empresas han iniciado proyectos piloto y de producción a pequeña escala. Pero la producción de biocombustibles de algas en cantidad significa encontrar fuentes fiables de bajo costo de los nutrientes y el agua, la gestión de los agentes patógenos que podrían reducir el rendimiento, y el desarrollo y el cultivo de las cepas de algas más productivas.

Correcciones y Ampliaciones

Mil megavatios son suficientes para alimentar, en promedio alrededor de un millón de hogares EE.UU. En este artículo de energía solar espacial de forma incorrecta, dijo 1.000 megavatios de energía podría acerca de 1.000 hogares.

Fuente:   MICHAEL TOTTY  en The Wall Street Journal

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