{"id":67141,"date":"2023-01-16T09:38:32","date_gmt":"2023-01-16T09:38:32","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ull.es\/portal\/noticias\/?p=67141"},"modified":"2023-01-19T13:24:15","modified_gmt":"2023-01-19T13:24:15","slug":"benjamin-gonzalez-transicion-energetica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ull.es\/portal\/noticias\/2023\/benjamin-gonzalez-transicion-energetica\/","title":{"rendered":"Transici\u00f3n energ\u00e9tica, un reto m\u00e1s all\u00e1 de la tecnolog\u00eda"},"content":{"rendered":"

Dentro de siete a\u00f1os, todas las instituciones p\u00fablicas de Canarias tendr\u00e1n que abastecerse al 100% mediante energ\u00edas renovables y el 37% del consumo general en las islas deber\u00e1 basarse en esas fuentes sostenibles, hasta alcanzar un 92% en 2040. Estas fechas no son una manifestaci\u00f3n de buena voluntad, sino una obligaci\u00f3n legal recogida en la recientemente aprobada Ley de Cambio Clim\u00e1tico y Transici\u00f3n Energ\u00e9tica<\/a> de nuestra comunidad aut\u00f3noma.<\/p>\n

Esos plazos tan cercanos podr\u00edan parecer una entelequia, pero van en sinton\u00eda con otras normativas, como la ley estatal publicada en mayo de 2021<\/a>, donde se marcan para 2030 unos objetivos similares, en este caso un 42% de penetraci\u00f3n de energ\u00edas de origen renovable en el consumo de energ\u00eda final, mientras que la Uni\u00f3n Europea, dentro de su programa Objetivo 55<\/a> -que busca reducir las emisiones de efecto invernadero en, al menos, un 55%- propone revisar la Directiva sobre Fuentes de Energ\u00eda Renovables, pasando del objetivo de un m\u00ednimo del 32% de generaci\u00f3n al 40%.<\/p>\n

Sin duda, 2030 es el a\u00f1o de la transici\u00f3n energ\u00e9tica, y se nota en el ambiente que, poco a poco, las energ\u00edas renovables son cada vez m\u00e1s cotidianas: los paneles solares afloran por doquier en las cubiertas de los edificios, aumenta el n\u00famero de plazas de aparcamiento para autom\u00f3viles el\u00e9ctricos y los molinos e\u00f3licos parecen haber sustituido al toro emblem\u00e1tico de cierta marca de brandy en las llanuras espa\u00f1olas.<\/p>\n

Pero llegar a esos plazos va a suponer un reto tecnol\u00f3gico, porque supone cambiar la tecnolog\u00eda actual, basada en combustibles f\u00f3siles, por otras con limitaciones de uso ya que, en ausencia de sol o de viento, no producen energ\u00eda, lo cual obliga a mejorar tambi\u00e9n las tecnolog\u00edas de almacenamiento para cubrir esos momentos. Pero tambi\u00e9n supone desaf\u00edos en el orden legislativo y administrativo.<\/p>\n

El profesor titular Benjam\u00edn Gonz\u00e1lez D\u00edaz<\/a>, adscrito al Departamento de Ingenier\u00eda Industrial<\/a> de la Universidad de La Laguna, se ha especializado en energ\u00edas renovables pr\u00e1cticamente desde que termin\u00f3 su licenciatura en F\u00edsica, y se ha focalizado en la energ\u00eda solar fotovoltaica, sobre la que realiz\u00f3 su tesis doctoral y no ha parado de investigar desde entonces.<\/p>\n

Aunque su inter\u00e9s por esta materia ven\u00eda de antes de entrar en la carrera de F\u00edsica, durante sus primeros a\u00f1os de universidad este se difumin\u00f3, hasta que se cruz\u00f3 con profesores cuya investigaci\u00f3n estaba centrada en las renovables, como fue el caso de Ricardo Guerrero Lemus. \u201cEmpec\u00e9 a ver c\u00f3mo la parte de la f\u00edsica de materiales, la de electricidad -que es lo que luego me ha derivado a la ingenier\u00eda el\u00e9ctrica- y las renovables se empezaban a tocar entre s\u00ed. Eso fue lo que me anim\u00f3 a intentar hacer una tesis doctoral\u201d.<\/p>\n

\"Benjam\u00edn<\/a>Una energ\u00eda en crecimiento<\/strong><\/p>\n

Aunque las energ\u00edas renovables nos suenan a algo muy actual, en el caso de la solar fotovoltaica hablamos de que sus primeras aplicaciones se remontan a los a\u00f1os 60 del siglo pasado, coincidiendo con la aparici\u00f3n de las estructuras formadas por semiconductores. Ya exist\u00edan peque\u00f1as placas que generaban electricidad, pero en aquellos primeros momentos estaban dedicadas casi exclusivamente a aplicaciones espaciales. El primer punto de inflexi\u00f3n en su popularizaci\u00f3n vino con la crisis del petr\u00f3leo de 1973, que supuso una alerta para todo el sistema productivo sobre la necesidad de contar con fuentes alternativas a los derivados del crudo.<\/p>\n

La evoluci\u00f3n de esta tecnolog\u00eda ha pasado por conseguir una mayor pureza en el material semiconductor, normalmente el silicio, un material que hay que depurar y nunca se lograr\u00e1 el 100% de pureza. Tambi\u00e9n se comenzaron a fabricar diodos capaces de absorber luz, y un poco despu\u00e9s, incluir materiales anti reflejantes similares a los empleados en las gafas poder absorber mayor cantidad de luz.<\/p>\n

Gonz\u00e1lez explica que una de las mayores dificultades de esta tecnolog\u00eda es que cuando una placa es optimizada para la captaci\u00f3n solar, disminuye la capacidad de extracci\u00f3n de la electricidad dentro de la c\u00e9lula fotovoltaica. \u201cSiempre es un compromiso entre ambas. Cuanta m\u00e1s \u00e1rea de posea una c\u00e9lula fotovoltaica, m\u00e1s energ\u00eda puede producir. Pero es necesario colocar una mayor cantidad de conductores met\u00e1licos para extraer esa energ\u00eda. Cuantos m\u00e1s contactos met\u00e1licos sean colocados, menos perdidas hay, pero tambi\u00e9n menos superficie para producir. Yo lo defino como una manta, que si tiras de un lado, descubres el otro\u201d.<\/p>\n

A partir de los 2000, hubo un boom de esta tecnolog\u00eda, especialmente en la costa este de Estados Unidos de Am\u00e9rica: se logr\u00f3 una mayor purificaci\u00f3n del silicio y mejoras en los materiales que encapsulan y forman el panel fotovoltaico. Avanz\u00f3 la eficiencia de las placas no solo por el uso de materiales m\u00e1s puros, sino por el uso de t\u00e9cnicas que ya exist\u00edan, pero que eran novedosas dentro de esa industria fotovoltaica, como el llamado backsourface field<\/em>, una serie de tratamientos a la parte trasera de la placa para que los enlaces no se vean modificados y puedan crearse peque\u00f1os campos el\u00e9ctricos.<\/p>\n

Otra t\u00e9cnica aplicada es el dopaje con nuevos materiales a la parte frontal para obtener un diodo que sea m\u00e1s negativo y, sobre todo, las llamadas placas tipo HIT, surgida a partir de la liberalizaci\u00f3n de una patente comercial que aplicaba un principio conocido en f\u00edsica como t\u00fanel cu\u00e1ntico. \u201cConsiste en colocar entre una capa y otra algo que a\u00edsle y, por ese efecto t\u00fanel, aumenta la diferencia de tensi\u00f3n, con lo cual se obtiene una mayor cantidad de energ\u00eda. Pero los electrones atraviesan algo que no deber\u00edan atravesar, de ah\u00ed el efecto cu\u00e1ntico. Eso ha hecho que la eficiencia de las c\u00e9lulas comerciales haya estado in crescendo<\/em> durante los \u00faltimos a\u00f1os.<\/p>\n

Sin embargo, la eficiencia m\u00e1xima de las placas fotovoltaicas no es ilimitada y, de hecho, en 1961, fue calculada por Shockley y Queisser e indicaba que, para una c\u00e9lula de uni\u00f3n sencilla, es decir, de un diodo, el m\u00e1ximo de capacidad de absorci\u00f3n de luz solar era del 33%, y del 31% el el caso de que el semiconductor utilizado sea silicio. \u201cYa estamos con c\u00e9lulas comerciales de casi el 27%, es decir, al l\u00edmite que puede dar este tipo de componentes. Es decir, que transforman en electricidad el 27% de toda la energ\u00eda que llega\u201d, y en ese punto explica que las c\u00e9lulas fotovoltaicas basadas en silicio no absorben la radiaci\u00f3n del infrarrojo medio ni lejano.<\/p>\n

\"Benjam\u00edn<\/a>Nuevos materiales<\/strong><\/p>\n

La investigaci\u00f3n est\u00e1 explorando otro tipo de materiales que permiten, precisamente, seleccionar la parte del espectro solar que puede utilizar una c\u00e9lula est\u00e1ndar, como es el caso de los semiconductores. El propio Benjam\u00edn Gonz\u00e1lez, en colaboraci\u00f3n con el investigador del Departamento de F\u00edsica Jorge M\u00e9ndez, ha explorado la posible utilidad de una de las denominadas \u201ctierras raras\u201d para mejorar la eficiencia, incorporando erbio a la c\u00e9lula fotovoltaica.<\/p>\n

\u201cFui a un congreso y se me qued\u00f3 la idea rondando. M\u00e9ndez tambi\u00e9n hab\u00eda ido y, cuando regresamos, decidimos probarlo y, efectivamente, vimos que se consegu\u00eda una absorci\u00f3n de parte de la radiaci\u00f3n infrarroja y la introduce dentro de las c\u00e9lulas\u201d. Posteriormente, una tesis doctoral codirigida por Gonz\u00e1lez, y realizada por Bruno D\u00edaz, demostr\u00f3 que, efectivamente, la adici\u00f3n de erbio funcionaba, pero ten\u00eda unas limitaciones porque era un mecanismo que entraba en competencia con otros procesos de la c\u00e9lula fotovoltaica.<\/p>\n

Para solventar esos problemas de competencia dentro de la c\u00e9lula, Gonz\u00e1lez explica que se ha estado trabajando conjuntamente con el equipo de los doctores Ricardo Guerrero y Joaqu\u00edn Sanch\u00edz en sacar esa capa enriquecida de la estructura semiconductora a la capa que la envuelve.<\/p>\n

\u201cCuando montamos un panel fotovoltaico, tenemos una l\u00e1mina trasera que da estabilidad y resiste la humedad. Luego hay una capa de derivados de tefl\u00f3n que evita una descarga parcial de voltaje. Tambi\u00e9n hay una capa de vidrio y, cuando est\u00e1n todas juntas, se introducen en un mecanismo que les extrae el aire y gelifica las piezas, de tal manera que no se va a discernir la existencia de la capa que unifica todo, que es de etilvinilacetato (EVA) y en la cual hemos introducido esos iones de erbio. De ese modo hemos encontrado una mejora de rendimiento en las c\u00e9lulas al modificar el espectro incidente y no el que est\u00e1 siendo absorbido ya por la c\u00e9lula, evitando ese proceso competitivo\u201d.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"\"<\/a>Carrera evolutiva<\/strong><\/p>\n

Al poco de iniciar la conversaci\u00f3n con Benjam\u00edn Gonz\u00e1lez, es f\u00e1cil darse cuenta de que no habla s\u00f3lo de f\u00edsica, que te\u00f3ricamente es su formaci\u00f3n, sino de mec\u00e1nica e incluso legislaci\u00f3n y econom\u00eda. Y es que, si en general la ciencia obliga a tocar varias materias a lo largo de una carrera investigadora y tiende a formar equipos multidisciplinares, en el caso de la investigaci\u00f3n en energ\u00eda renovables parece ser una situaci\u00f3n especialmente acusada.<\/p>\n

\u201cUno sabe d\u00f3nde empieza pero no d\u00f3nde acaba\u201d, reflexiona Gonz\u00e1lez, que recuerda sus inicios como investigador durante una estancia en el Instituto Franhoufer (Alemania), en la cual pudo comprobar que una soluci\u00f3n t\u00e9cnica que funcionaba bien a escala de laboratorio, no funcionaba al probarlo en c\u00e9lulas reales. \u201cEso me oblig\u00f3 a readaptar varias cosas y a comenzar a considerar el problema de la integraci\u00f3n. Es decir, c\u00f3mo introducir la energ\u00eda generada en las redes el\u00e9ctricas. Hablo del periodos 2003-2007, cuando a\u00fan no se hablaba de estas cosas: las renovables las llevaban un grupo de personas con un sentimiento \u2018verde\u2019 y la creencia en la \u2018transici\u00f3n energ\u00e9tica\u2019, pero ni siquiera ese concepto exist\u00eda todav\u00eda dentro del argot\u201d.<\/p>\n

Aunque se ha especializado en solar fotovoltaica, tambi\u00e9n curs\u00f3 un m\u00e1ster sobre energ\u00eda e\u00f3lica. Pero lo que m\u00e1s valora en su crecimiento cient\u00edfico es la relaci\u00f3n establecida con otros investigadores. \u201cEn ciencia es que no hay nada hecho, tienes que readaptarte, atener que leer, a formarte, a tener que cambiar la perspectiva de c\u00f3mo abordar un problema. Y eso me ha llevado a colaborar con otras personas dentro de la propia Universidad de La Laguna, como Ricardo Guerrero; Jorge M\u00e9ndez; con \u00d3scar Garc\u00eda, en la parte de electrificaci\u00f3n de los sistemas; con Ernesto Pereda; con Jos\u00e9 Francisco G\u00f3mez, en la parte de instalaciones fotovoltaicas y el\u00e9ctricas; ahora con Norena Mart\u00edn Dorta y Eduardo Gonz\u00e1lez, para la integraci\u00f3n de la energ\u00eda solar fotovoltaica en sistemas arquitect\u00f3nicos; con economistas de la energ\u00eda como Francisco Ramos; y seguro que me dejo a m\u00e1s personas. Estas relaciones ayudan a tener una visi\u00f3n hol\u00edstica del sistema\u201d.<\/p>\n

La relaci\u00f3n se ampl\u00eda no solo a investigadores, sino a empresas e instituciones. Por ejemplo, en estos momentos est\u00e1 trabajando en proyectos de diferente \u00edndole gracias a convenios formados con Endesa, el Consejo Insular de Aguas y el Gobierno de Canarias. El primero de ellos, estudia la viabilidad de sustituir parcialmente invernaderos \u201chasta donde la norma lo permita\u201d para colocar estructuras que generen fotovoltaica sin da\u00f1ar el cultivo ni perder su producci\u00f3n ni rentabilidad\u201d. El segundo analiza la viabilidad de que una de sus plantas de Extracci\u00f3n y Depuraci\u00f3n de Aguas Residuales funcionara con placas fotovoltaicas, ya que es un sistema que consume mucha energ\u00eda. , que pudiera ser alimentado con fotovoltaica.<\/p>\n

En cuanto al proyecto con el Gobierno de Canarias, se trata de un estudio muy ambicioso que durar\u00e1 hasta 2024 y se basa en ortofotos provistas por los servicios de informaci\u00f3n geogr\u00e1fica (GIS) de todas las cubiertas, tejados y azoteas de Canarias, para analizar en cada vivienda c\u00f3mo se comportar\u00eda una instalaci\u00f3n fotovoltaica, cu\u00e1les ser\u00edan sus perfiles de sombras, sus rendimientos y funcionamiento. \u201cNo estamos viendo el potencial fotovoltaico, sino la producci\u00f3n. Con eso, el gobierno podr\u00e1 plantear en el futuro qu\u00e9 criterios utiliza para dar subvenciones: si favorecer a los inmuebles que generan menos energ\u00eda, porque les va a costar m\u00e1s rentabilizar la inversi\u00f3n, o a los que generan m\u00e1s. Eso ya es cosa de ellos\u201d.<\/p>\n

\"Benjam\u00edn<\/a>El reto de la transici\u00f3n energ\u00e9tica<\/strong><\/p>\n

\u201cYo he pasado de ser alguien que fabrica cosas a preocuparme hacia d\u00f3nde vamos en la transici\u00f3n energ\u00e9tica\u201d. As\u00ed resume Gonz\u00e1lez la evoluci\u00f3n de su investigaci\u00f3n los \u00faltimos a\u00f1os, en los cuales, si bien, como se ha visto, no ha dejado de desarrollar proyectos relacionados con la energ\u00eda, tambi\u00e9n ha abordado en algunas publicaciones un asunto capital en este proceso: \u00bfc\u00f3mo gestionarlo? Porque no es tan sencillo como parece.<\/p>\n

\u201cPor ponerte un ejemplo, hace poco le\u00ed una noticia que explicaba que Suiza va a limitar la venta de coches el\u00e9ctricos porque no tiene energ\u00eda suficiente para abastecerlos\u201d. La incorporaci\u00f3n del coche el\u00e9ctrico al parque m\u00f3vil se ha convertido en un s\u00edmbolo del cambio social hacia un modo de vida m\u00e1s \u201cverde\u201d, pero supone un gran reto. \u201cHay art\u00edculos que indican que la intensidad de CO2<\/sub> se reduce dentro del sistema, pero necesitar\u00edamos aumentar la cantidad de renovables para introducir esa energ\u00eda dentro de los coches, y a d\u00eda de hoy tenemos el parque de generaci\u00f3n que tenemos, con las emisiones que tenemos, es un reto muy grande.\u201d<\/p>\n

La transici\u00f3n energ\u00e9tica requiere mucha planificaci\u00f3n e ir avanzando paso a paso, teniendo en cuenta que las decisiones adoptadas son a largo plazo. \u201cHay que tener los pies en el suelo y una planificaci\u00f3n. Algo que me preocupa es que, sea cual sea la decisi\u00f3n que se tome, no ser\u00e1 inmediata. Si, por ejemplo, decidimos montar un sistema tipo Chira-Soria en G\u00fc\u00edmar, estamos hablando de una obra de diez o doce a\u00f1os. Si se acuerda tener una regasificadora, en menos de diez a\u00f1os es complicado que vaya a estar operativa, y una flotante, tardar\u00eda entre cinco y siete a\u00f1os en estar aqu\u00ed. Por eso, desde el punto de vista institucional, hay ciertas reticencias, porque si te equivocas, has perdido much\u00edsimo dinero y a\u00f1os, por lo cual te puedes quedar atr\u00e1s dentro de un sistema\u201d.<\/p>\n

Esta cautela es generalizada en toda Europa: Gonz\u00e1lez es el coordinador del grupo de trabajo sobre Transici\u00f3n Energ\u00e9tica dentro de la alianza STARS EU<\/a> en la que participa la Universidad de La Laguna junto con otras ocho universidades europeas, y comenta que aprecia entre sus colegas el mismo estupor. \u201cLo que pasa aqu\u00ed est\u00e1 pasado en Europa. Se est\u00e1 viendo el problema y todo el mundo est\u00e1 analizando posibles soluciones. Pa\u00edses como Eslovaquia ya han dicho que ellos no tienen recursos renovables, que por mucha e\u00f3lica o fotovoltaica que instalen, no llegan. Y por ello afirman que van a necesitar nuclear s\u00ed o s\u00ed. En nuestro caso, desde el punto de vista t\u00e9cnico, debemos apostar por sistemas de acumulaci\u00f3n\u201d.<\/p>\n

Para explicarlo, pone el ejemplo de la propia Universidad de La Laguna que, en los \u00faltimos a\u00f1os, a trav\u00e9s de las acciones acometidas desde el Vicerrectorado de Infraestructuras y Sostenibilidad, est\u00e1 instalando placas fotovoltaicas en los edificios de la instituci\u00f3n. \u201cLas del Edificio Central, de 100 kilovatios, van a ahorrar una gran parte del consumo que tengan en ese inmueble, pero a las 18:30 ya oscurece en La Laguna y hay que encender la luz, los ordenadores, incluso las cafeter\u00edas est\u00e1n abiertas. Y para esos consumos vamos a necesitar sistemas de acumulaci\u00f3n, como bater\u00edas\u201d.<\/p>\n

Otro asunto que puede ralentizar el proceso de transici\u00f3n es la legislaci\u00f3n y la burocracia. Por ejemplo, el proceso de legalizaci\u00f3n del uso de azoteas para instalaci\u00f3n de energ\u00eda fotovoltaica se dilata mucho en el tiempo \u201cno porque se haga mal, sino porque el personal administrativo que hay es limitado y no puede abordar la gran demanda\u201d. Si bien la normativa se ha refinado y los requisitos se han simplificado en los \u00faltimos a\u00f1os, sigue requiriendo mucho tiempo. \u201cPara una vivienda en la que han invertido dinero y tiene derecho a una subvenci\u00f3n del 40 o 60%, tener que esperar hasta dos a\u00f1os puede comprometer la decisi\u00f3n de hacer esa transici\u00f3n hacia la fotovoltaica\u201d.<\/p>\n

En todo caso, el investigador ha detectado m\u00e1s receptividad hacia todos los proyectos encaminados al lograr esta transici\u00f3n energ\u00e9tica tanto desde lo p\u00fablico como de lo privado, lo cual beneficia la necesaria transferencia de conocimientos desde la universidad hacia el tejido. \u201cEn los \u00faltimos a\u00f1os se nota m\u00e1s inter\u00e9s por las instituciones y las empresas. Y creo que se debe a que, desde la universidad, estamos \u2018exportando\u2019 a gente buena que est\u00e1 llegando a las empresas y est\u00e1 cambiando la mentalidad. Llegan con una buena base de formaci\u00f3n, unos conocimientos y unas sinergias que est\u00e1n favoreciendo ese cambio\u201d.<\/p>\n

Por ello, Benjam\u00edn Gonz\u00e1lez concluye apelando a las ventajas que tiene la colaboraci\u00f3n m\u00e1s estrecha entre la academia y el sector productivo en esta materia, un factor que estima que deber\u00eda avanzar: \u201cHay empresas que nos contactan para pedirnos nuestra opini\u00f3n porque desde la universidad podemos darles visiones hol\u00edsticas porque trabajamos con equipos multidisciplinares. Eso es un valor a\u00f1adido que tiene la universidad frente a las empresas y que estamos promocionando, pero que puede ser clave en los pr\u00f3ximos a\u00f1os para posicionar a las universidades en un buen lugar\u201d.<\/p>\n

Gabinete de Comunicaci\u00f3n<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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