Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. Estos son los proyectos más innovadores

Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero

¿Sabías que la rehabilitación de los edificios más antiguos de Europa ahorraría el equivalente a todo el gas que llega por el gasoducto Nord Stream I, el también conocido como el Gasoducto Ruso-Alemán? No es nuestra intención dar ideas en plena guerra de Ucrania. Esas propuestas ya estaban sobre el tapete. En 2019, el reelegido director de la Agencia Internacional de la Energía, Fatih Birol, insistía en que los gobiernos debían centrarse colectivamente en reducir la demanda de combustibles fósiles. Y apuntaba a la eficiencia energética de los edificios como una medida sencilla de encarar.

Hay más voces que reclaman políticas de regulación para limitar las emisiones. Y siempre de la mano del fomento de la innovación tecnológica. Es el caso de Edward S. Rubin (Carnegie Mellon University, Pensilvania, EE.UU.) para quien “las acciones gubernamentales dirigidas a crear o ampliar los mercados de las tecnologías de reducción de las emisiones de GEI son esenciales en el proceso de innovación tecnológica”.

Pensar de manera diferente aún puede salvarnos.

¿Qué es la innovación y cómo puede ayudar al Planeta?

El cambio tecnológico se rige, básicamente, por cuatro fases:

• Invención: la fase de descubrimiento.
• Innovación: la fase ligada a la creación o mejora. 
• Adopción: la fase de la implantación y uso inicial de la nueva tecnología.
• Difusión: la fase del éxito, en la que se interioriza y adopta, de forma generalizada, la tecnología.

Son las dos últimas las que consiguen derribar fronteras sociales y, en consecuencia, las más críticas para lograr la reducción de las emisiones de GEI.

El comportamiento de individuos, organizaciones y la implantación de políticas gubernamentales, son factores que dirigen y contribuyen a estimular la innovación en el ámbito económico y tecnológico. Ahora bien, hay sectores como el electrónico, en los que los resultados de la innovación son demandados con avidez por los consumidores. Sin embargo, el mercado para las iniciativas de innovación medioambiental es muy limitado pese a que cada vez es mayor el conocimiento sobre las consecuencias de la concentración de gases de efecto invernadero (GEI) en la atmósfera. 

El desafío aquí y ahora, es realizar una transición a un sistema energético sostenible con un bajo (o mejor, nulo) consumo de carbono.

La innovación tecnológica a concurso

Muchas marcas, dentro de sus políticas de sostenibilidad, han tomado la delantera para impulsar iniciativas de innovación. Es el caso de Google.org Impact Challenge sobre el Clima, programa que, en su edición de 2020, financió, orientó y dio asistencia técnica a 11 ideas innovadoras que “tienen el objetivo de usar la tecnología para acelerar el avance de Europa hacia un futuro más verde y sostenible”. En su edición de 2022 el reto se ha centrado en EE.UU., seleccionando a 11 startups que trabajan para combatir el cambio climático. 

En el ámbito de las instituciones públicas, la Unión Europea anunció en 2021 la inversión, a través del Fondo de Innovación, de más de 1.100 millones de euros destinados a proyectos destinados a la introducción de tecnologías en las industrias de gran consumo de energía, el hidrógeno, la captura, uso y almacenamiento de carbono, y las energías renovables. En esta primera convocatoria se seleccionaron 7 proyectos:

• Suecia: eliminación de los gases de efecto invernadero en la producción de acero mediante el uso de hidrógeno renovable.
• Finlandia: producción de hidrógeno limpio en una refinería a través de energías renovables y captura de CO2.
• Francia: captación de emisiones en una fábrica de cemento, almacenamiento de CO2 e integración de parte del mismo en el hormigón.
• Bélgica: cadena de valor completa de captura, transporte y almacenamiento de CO2 en el puerto de Amberes.
• Italia: línea piloto a escala industrial para la fabricación de células fotovoltaicas innovadoras y de alto rendimiento.
• Suecia: instalación de bioenergía a partir de biomasa para captura y almacenamiento de CO2.
• España: eliminación de residuos sólidos urbanos no reciclables mediante su transformación en metanol.

Como consecuencia de la adhesión de Exolum a la alianza Hydrogen Europe, en 2022   estará operativa la primera planta de producción de hidrógeno verde en la Comunidad de Madrid, destinada principalmente para movilidad y con una tecnología innovadora, que es la de Fusion Fuel. Adicionalmente, Exolum también está llevando a cabo, un proyecto de construcción de estaciones de suministro de hidrógeno, cubriendo el 100% de la España peninsular, que permitirá la movilidad con hidrógeno por todo el territorio.

Y es que desde Exolum creemos que las tecnologías Power-to-X pueden representar un vector competitivo en los escenarios energéticos futuros. Estas tecnologías de conversión se usan para generar un vector energético (e-Fuel) para almacenamiento y transporte de fuentes de energía renovables con las que, utilizando hidrógeno verde para calefacción, propulsión de aviones o barcos, se pueden obtener combustibles líquidos.

El sector de la automoción se pone las pilas

El fabricante de deportivos híbridos Karma Automotive ha trabajado en una pila de combustible que obtiene, en el mismo vehículo y a partir del metanol, el hidrógeno necesario para crear la electricidad que alimentará al motor.

Y la startup china Aiways se alió con la danesa Blue World Technologies para desarrollar un sistema de pila de combustible usando el metanol como vector del hidrógeno para sus coches eléctricos.

El metanol se presenta como la gran alternativa a los motores de combustión interna: se puede producir utilizando fuentes renovables y proporciona autonomía de rango similar al combustible fósil tradicional. Su transporte, almacenamiento y distribución es semejante al de la gasolina y sus riesgos de manipulación menores que los de ésta o los del mismo hidrógeno, que se almacena a altas presiones debido a su baja densidad energética por unidad de volumen.

Pensamos que tanto el metanol como los PTX permitirían continuar utilizando las actuales infraestructuras logísticas lo que sería un caso de éxito de economía circular.

Las pilas de combustible no son algo nuevo, pero la innovación requiere alcanzar una rentabilidad para que sus procesos sean replicados. 

El concepto de pila de combustible ya se introdujo por Sir Humphrey Davy en la primera década del siglo XIX. La misma década en la que Francois Isaac de Rivaz, sin éxito comercial ulterior, inventó un motor de combustión interna de hidrógeno con encendido eléctrico. Treinta años después, en 1838, Sir William Grove descubrió un proceso inverso al de la electrólisis con el que dio lugar a la primera pila de combustible, o “pila de gas” como la bautizó en su momento. Y luego fue Julio Verne quien, en 1874 y a partir de la publicación de La Isla Misteriosa, indicaba: «Creo que un día el agua será un carburante, que el hidrógeno y el oxígeno que la constituyen, utilizados solos o conjuntamente, proporcionarán una fuente inagotable de energía y de luz, con una intensidad que el carbón no puede; dado que las reservas de carbón se agotarán, nos calentaremos gracias al agua. El agua será el carbón del futuro». 

Hoy en día las predicciones de Julio Verne toman forma de la mano de la necesidad de eliminar la dependencia y consecuencias del uso de combustibles fósiles. 

La emergencia climática clama ayuda.

El transporte aéreo y marítimo echan el freno a las emisiones GEI a través de I+D

Pese a que se aprecia una tendencia creciente en la electrificación de vehículos de uso particular, en el caso de vehículos destinados al transporte aéreo o marítimo su desarrollo está aún lejos del de los coches. 

En el caso del transporte aéreo, la solución más eficiente y de fácil implementación es el biocombustible de aviación (SAF), pues no implica un cambio en la tecnología de las turbinas de aviación. Además, permite su mezcla con el queroseno tradicional y hay pruebas exitosas con un uso del 100 %. A finales de 2020, Avikor colaboró suministrando el SAF al primer vuelo transoceánico de carga que utilizó este tipo de combustible en España en el trayecto Zaragoza-Miami.

Producir combustibles sostenibles de aviación, reduce el impacto medioambiental del sector, como avala CORSIA, el plan desarrollado por la Organización de Aviación Civil Internacional (ICAO), y limita la dependencia del petróleo. Esto sin olvidar que promueve el desarrollo de la bioeconomía ya que las materias primas para la producción de estos combustibles sostenibles pueden ser residuos del sector agropecuario, vinícola, frutícola, la silvicultura o la industria papelera. Son una manera de conseguir cero emisiones netas y promover la economía circular.

Por otro lado, al centrar la mirada en la reducción de las emisiones del transporte marítimo, se estudian innovaciones basadas en reciclar la energía que producen sus motores. Unas emisiones que no son nada despreciables, todo lo contrario: se estima que, de considerar al transporte marítimo como un país, en el ranking de emisiones GEI por países ocuparía la sexta posición.

Ante la gravedad de la contaminación generada surge el proyecto eCCoSHIP, a cargo de investigadores de la Universidad de Huelva y la Universidad de Jaén. El proyecto crea un marco teórico para desarrollar un sistema que permita reducir el consumo de combustible de los barcos y sus emisiones contaminantes. Y ello a través de recuperar el calor residual de los motores diésel de buques mediante redes de corriente continua.

El transporte se dirige hacia la descarbonización y los investigadores españoles también marcan la ruta. En España se emiten 300 millones de toneladas de dióxido de carbono. Pues bien, un grupo de investigación liderado por el científico del CSIC Juan Alcalde publicó un estudio cuyo objetivo es disminuir un 21% de estas emisiones. Su estrategia identifica agrupaciones de emisores, centrados principalmente en el Norte de España por su actividad industrial, para implementar la tecnología de captura del CO2 y que operen con un almacén subterráneo donde recogerlo. 

Y es que, la necesidad perentoria de abordar el cambio climático hace que “Tomorrow comes today”, como cantaría Gorillaz.