Mesa redonda 2: “Sinergias CO -H : Nuevos desafíos”

Mesa redonda 2:
“Sinergias CO2-H2:
Nuevos desafíos”
Dra. Lourdes F. Vega
Lider Grupo Trabajo USOS del CO2-PTECO2
Desafíos en energía sostenible
– ¿el papel del CO2?
L.F. Vega
Correlación consumo energía- PIB
Fuente: World Bank World development indicators, 2014
L.F. Vega
Consumo energía-desarrollo humano
Pedro Gómez-Romero, Un planeta en busca de energía, (Síntesis 2007)
L.F. Vega
Huella ecológica –índice desarrollo humano
Indice de desarrollo humano: indicadores
basados en la esperanza de vida al nacer,
educación y renta per cápita (entre 0 y 1)
Huella ecológica: cantidad de tierra que la
poblacion necesita, pér capita, para producir los
recursos que consume y absorber los residuos
Biocapacidad mundial: el área global de
productividad disponible (per cápita) en la Tierra
Fuente: World Bank World development indicators, 2014
L.F. Vega
Huella ecológica –índice desarrollo humano
Fuente: World Bank World development indicators, 2014
L.F. Vega
Desafio
La EU se ha comprometido a reducir las
emisiones de CO2 en un 80% en 2050 con
respecto a las emitidas en 1990
Esto implica que el sector de la electricidad
tiene que ser sostenible para el 2050, asi como
la industria y el sector del transporte,
dependiendo fundamentalmente de fuentes de
energía sostenibles
Las mayoría de las fuentes de energía
sostenibles, con bajas emisiones de CO2,
presentan el problema de la intermitencia
Se requiere por tanto una mayor flexibilidad
en el sistema energético
L.F. Vega
En busca de una
energía sostenible
Sostenibilidad y crecimiento económico




El objetivo es mantener el crecimiento económico sin
poner en riesgo el ecosistema del planeta
Para ello tenemos que desarrollar tecnologías más
eficientes que mejoren o no pongan en peligro el medio
ambiente
No se trata de una tecnología única para hacerlo
viable
Medidas complementarias
• La captura de gases de efecto invernadero
(incluyendo el transporte, el almacenamiento y / o
nuevos usos industriales)
• Aumentar la eficiencia de los procesos
• Búsqueda de fuentes de energía alternativas, limpias
• Ahorro energético
L.F. Vega
Tecnologías para evitar las emisiones de CO2
L.F. Vega
Energías alternativas: energía eólica
Capacidad instalada a nivel mundial (no energía producida) - GWEC
L.F. Vega
Energías alternativas: energía eólica
Atractiva pero aún con limitaciones
Variación por mes, 2010
Grandes variaciones en la
cobertura de la demanda
de energía eólica
Febr 6, 2008
Dos días específicos, 2010
demanda
Nov/09/2010
producción
Jun/01/2010
En 2010 (España): se perdieron 350GWh, ~20M$ reducción en producción
Denominadas Fuentes de Energía Intermitentes
Se necesitan tecnologías maduras y eficientes de almacenamiento
energético
L.F. Vega
El papel del Power-to-Gas
Power-to-gas: conversión de electricidad en gas (hidrógeno)
normalmente mediante energías renovables, que permite
controlar la carga de demanda
L.F. Vega
Retos y oportunidades
La cantidad de H2 que puede inyectarse en la
red de gas es muy pequeña (debido a las
especificaciones del gas natural)
La conversión de power-methane-power
requiere el proceso de metanación, que implica
el uso de CO2.
¿De donde sale ese CO2?
‒ Si se extrae de la atmósfera (400ppm) el proceso es
muy ineficiente
‒ Se requieren otras vías de captura y purificación de
CO2
La tecnología está aun en una fase incipiente,
con una primera planta industrial en operación
(no continua) en Alemania (Solar Fuel GmbH)–
CO2 de una planta de biogas.
L.F. Vega
Tecnologías de captura de CO2
Todas las tecnologías son necesarias
L.F. Vega
Usos actuales del CO2
Limpieza
Seguridad
Tratamiento de aguas
Agricultura
Aplicaciones como
Fluido Supercrítico
Marigold
Electrónica
Before
After
Alimentación
Materiales
Medicinas
Energía
L.F. Vega
10 tendencias tecnológicas de 2013
Foro económico mundial (mayo 2013)
Programa Mundial de Tecnologías Emergentes – 10
tendencias para ayudar al crecimiento sostenible en las
próximas décadas
Transformación de CO2 en combustibles:
“La captura de CO2 no es viable desde el punto de vista
comercial. Pero existen tecnologías que modifican el
CO2 no deseado en mercancías útiles…”
L.F. Vega
¿Usos del CO2? - Retos actuales
 Se trata de un problema de escala
– los usos actuales del CO2 representan un tanto por ciento casi
despreciable del total de CO2 que debería capturarse para no
emitirlo a la atmósfera
– Necesidad urgente de buscar nuevos usos a gran escala:
oportunidad de negocio
 Retos actuales para el uso del CO2 a gran escala
– Costes elevados de captura, separación, purificación y transporte
– Requerimientos energéticos para la conversión química
– Limitaciones del tamaño del mercado, pocos incentivos para
inversiones
– Falta de presión socio-económica que lleve a su uso final
L.F. Vega
Nuevas aplicaciones sostenibles del CO2
El nuevo proceso debe reducir las emisiones globales de CO2
Debe consumir menos energía y material que el proceso que
pretende reemplazar
Debe ser más seguro y trabajar en mejores condiciones
ambientales y
Debe ser económicamente viable
L.F. Vega
Opciones de utilización de CO2
‒ Usos directos o tecnológicos: uso en procesos, recuperación de
energía, usos del CO2 supercrítico para distintas aplicaciones, etc
– Usos biológicos: utilización de CO2 y energía solar para el crecimiento de
biomasa que puede ser usado como biocombustible u otros productos
– Usos químicos: transformación de CO2 por fotosíntesis artificial y reciclado
de CO2 como fuente de C para productos químicos y combustibles
L.F. Vega
Usos químicos del CO2
Usos actuales en la industria química por síntesis de
compuestos orgánicos
Urea cristalina
derivados
L.F. Vega
Nuevos usos - Fotosíntesis artificial
Transformación “biomimética”: imitando a la
naturaleza
Reducción de CO2: fotosíntesis artificial
L.F. Vega
Sinergías CO2-H2 …La física (química)
Conversión termoquímica de CO2 -> CO2 splitting – nuevos productos
químicos
Conversión química del H2O – water splitting – producción de H2
Producción de gas de síntesis por la rotura simultánea de H2O y CO2
L.F. Vega
A modo de conclusión
Se requiere un esfuerzo en investigación y
demonstración de tecnologías energéticas
eficientes que sean medioambientalmente
sostenibles
Existen varias posibilidades y rutas, a corto, medio
y largo plazo, desde la captura (y almacenamiento
o usos) del CO2, hasta la mejora en la eficiencia de
las fuentes de energía intermitentes, y el desarrollo
de procesos robustos de almacenamiento de
energía.
Nuevos retos y nuevas oportunidades para nuevos
tiempos
Es preciso trabajar para que esas tecnologías
lleguen al mercado cuanto antes, con viabilidad
técnica, medioambiental y económica
L.F. Vega
Gracias!