El mercat elèctric mundial, a punt de canviar radicalment

Al 2015, les energies renovables representaven el 32% de la producció d'electricitat a Europa. És només el principi: gràcies al seu menor cost, aquestes fonts netes de generació seran les més barates en molts països en la dècada de 2020, i en la gairebé totalitat del món a partir de 2030, assegura l'informe New Energy Outlook 2016, publicat per Bloomberg New Energy Finance (BNEF) el passat juliol a Nova York. A Europa en concret, poden subministrar el 70% de l'electricitat al 2040. Una altra dada rellevant és que la demanda de combustibles fòssils per generar electricitat finalitzarà en menys de 10 anys. I no perquè s'estiguin esgotant les reserves de carbó i gas, sinó pel que assenyalàvem més amunt: s'estan trobant alternatives més econòmiques de generació.
Segons les dades de BNEF, el cost de generació amb energia solar caurà un 60% al 2040, i el de l'eòlica un 41%.



"Com a font d'electricitat a nivell mundial, el gas es veurà superat per les renovables l'any 2027. Caldrà esperar al 2037 perquè les renovables superin el carbó", afirma Elena Giannakopoulou, economista especialitzada en energia i coautora de l'informe. "Una conclusió que pot sorprendre és que les nostres previsions no apunten cap a una edat d'or del gas, excepte a Amèrica del Nord", afegeix l'experta.

"No es pot lluitar contra el futur", assenyala Seb Henbest, un altre dels autors principals l'informe, que afegeix que "els factors econòmics cada vegada estan més consolidats". El 2025 serà el pic per al consum de carbó, gas i petroli. En altres paraules, no hi haurà una època daurada per al gas natural, aquest combustible pont que portaria al món des del carbó a les energies renovables.


Els analistes de Bloomberg rebaixen les seves previsions de preus per al carbó i el gas natural a llarg termini en més d'un 33% cent en l'informe d'aquest any, però fins i tot uns preus a nivells mínims no seran suficients per descarrilar la vertiginosa transició mundial cap a les energies renovables.


En total, segons Bloomberg, s'invertiran 7,8 bilions de dòlars en les energies verdes entre 2016 i 2040 a nivell mundial repartits, fonamentalment, així: 3,4 bilions en energia solar, 3,1 bilions en eòlica i 911.000 milions en hidràulica. Per contra, les energies fòssils atrauran una inversió de 2,1 bilions de dòlars, sobretot en els països emergents.



Les millores tecnològiques de les renovables redunden, a més, en el fet que el factor de capacitat d'aquests recursos vagi en augment. Alguns parcs eòlics de Texas, per exemple, estan arribant a un 50% de capacitat, segons BNEF. Tot això sense oblidar que quan un projecte solar o eòlic està construït, el cost marginal de l'electricitat produïda és més o menys de zero (electricitat gratis), mentre que les plantes de carbó i de gas necessiten més combustible per cada nou watt produït.
L'abaratiment més veloç del que s'esperava dels cotxes elèctrics i l'emmagatzematge d'energia renovable en bateries, així com canvis en el consum energètic de la Xina, són altres factors determinants en aquesta evolució. Segons BNEF, els cotxes elèctrics representaran el 35% de les vendes de vehicles nous a tot el món l'any 2040, és a dir un total de 41 milions de cotxes.



De fet, els cotxes elèctrics no podrien venir en un millor moment per a les economies més desenvolupades, on el creixement d'eficiència energètica suposa una amenaça per a la demanda d'electricitat. Els vehicles elèctrics donaran un gir a aquesta tendència i ajudaran a mantenir la demanda en nivells no desestabilitzadors, indica Bloomberg.
Els experts expliquen a més que, a diferència del que passa habitualment amb els combustibles fòssils -on un augment de la demanda porta a un increment dels preus-, una major demanda de renovables genera més oportunitats d'escala i això provocarà una caiguda dels preus. Al seu torn, l'escala en el mercat dels cotxes elèctrics augmenta la demanda d'energies renovables i redueix els costos de les bateries. I amb la caiguda dels costos, les bateries poden es utilitzar cada vegada més per emmagatzemar energia solar.
El pronòstic de BNEF per les emissions de CO2 no és, però, positiu. Reconeixen que el canvi cap a les renovables està succeint a una velocitat "sorprenentment ràpida", però no la suficient com per respectar els compromisos del Pacte de París i limitar l'escalfament global per sota de 2 ° respecte a l'era preindustrial. Per aconseguir aquest objectiu, caldria invertir 5,3 bilions de dòlars addicionals en la producció d'electricitat baixa en carboni.



La Xina, el país més contaminant i de major creixement en els últims anys, ha estat el país que més ha preocupat, però BNEF indica que ja no és així: La transformació econòmica del gegant asiàtic i la seva decidida aposta per les energies renovables fan que aquesta nació sigui la que més reduirà les seves emissions de carboni en els propers 25 anys.
L'Índia és el que més preocupa ara. S'espera que la demanda d'electricitat en aquell país es multipliqui per quatre per al 2040. L'Índia és un país en el qual centenars de milions de persones tenen un accés limitat, o inexistent a l'electricitat. A més, té abundants recursos de carbó que, d'acord amb BNEF, té pensat utilitzar per atendre aquesta demanda.

Font: Renewable Energy Magazine

El projecte 'Amsterdam V2G'

L'autonomia energètica a les llars d'Amsterdam és més del doble gràcies a la implicació del vehicle elèctric.
L'objectiu d'aquest living lab entorn al projecte Amsterdam Vehicle2Grid és investigar la contribució d'emmagatzematge d'energia intel·ligent per al desenvolupament urbà sostenible. Des de l'abril de 2014 un vehicle elèctric participa activament en el sistema elèctric, en l'emmagatzematge dels excedents de la producció durant el dia i proporciona aquesta energia emmagatzemada a la nit en una casa a Amsterdam.
L'electricitat produïda i consumida per aquesta llar està en equilibri durant l'any. Però, com que la producció i el consum no coincideixen amb el 74% de l'electricitat consumida, va ser necessari consumir de la xarxa.
Aquesta energia en equilibri augmentarà ràpidament a causa del creixement tant dels vehicles elèctrics com de les instal·lacions d'energia solar a les ciutats. A més del transport innecessari, amb la conseqüent pèrdua d'energia que comporta, la xarxa elèctrica pateix pics de consum amb una possible saturació.

Però les respostes intel·ligents poden convertir els problemes en solucions. El projecte Amsterdam V2G pretén demostrar això a la vida real. Els cotxes elèctrics estan estacionats, la majoria de les vegades. Una flota de cotxes elèctrics podria augmentar de facto la capacitat d'una ciutat per funcionar amb energia renovable produïda a la ciutat o a prop d'aquesta.
Amb l'ús intel·ligent del vehicle elèctric, la dependència de la xarxa de la llar es va reduir del 74% al 40%, mentre que l'optimització del sistema de millora, continua.

El potencial d'energies renovables i projectes de vehicles elèctrics permeten la comparació de l'eficiència energètica d'una ciutat sense i amb la tecnologia V2G. A més, el modelatge i l'extrapolació a diferents escales d'implementació a la ciutat es realitza en col·laboració amb la Universitat d'Amsterdam de Ciències Aplicades.



Font: Resourcefully

Més a prop la tecnologia per carregar mòbils a distància

En poc temps, els telèfons podran carregar-se sense fil, a distància, aprofitant les ones electromagnètiques de les antenes Wi-Fi.
La càrrega de mòbils i gadgets és un dels consumidors més grans d'energia al món. Si se sumen els bilions de dispositius usats en l'actualitat, la seva càrrega al sistema energètic mundial és molt gran. Per això, solucions que ajudin a reduir el consum energètic sempre són bones notícies per al planeta.

Fins ara, les solucions per carregar mòbils a distància requereixen el contacte directe amb la base de càrrega, o bé una lleugera separació de tot just uns centímetres del terminal. Però les companyies tecnològiques estan centrant els seus esforços en l'ús de les ones de radiofreqüència per a la transmissió sense fils d'energia a través de l'aire, i acabar amb els tediosos carregadors de cable.

És possible imaginar poder carregar mòbils a distància sense treure el terminal de la pròpia butxaca? Doncs aquesta idea sembla que serà una realitat a l'abast de qualsevol d'aquí a poc temps gràcies a la tecnologia de diverses empreses del sector que pretenen transformar les ones de ràdio de les antenes Wi-Fi en energia elèctrica.
Els assistents al Consumer Electronics Show d'aquest any ja van poder comprovar in situ el potencial de la tecnologia de càrrega a distància de la companyia tecnològica Energous, que permet mantenir a ratlla la bateria d'un dispositiu mòbil a una distància de poc més de 6 metres d'un receptor de càrrega. No obstant això, la companyia afirma haver signat un contracte amb una empresa tecnològica líder en el sector per al desenvolupament, de forma conjunta, d'un transmissor especial per enviar l'energia electromagnètica emesa i rebuda directament al telèfon en forma d'energia elèctrica.

La tecnologia de càrrega a distància d'Energous pretén substituir les antenes internes convencionals dels smartphones per antenes Wi-Fi i mòbil especials que mantenen l'energia emesa i rebuda en un receptor d'energia instal·lat a la part posterior del telèfon intel·ligent. Després, transformen aquesta energia electromagnètica en energia elèctrica amb l'altaveu intern del terminal, especialment dissenyat per actuar com a font d'alimentació DC i poder carregar la bateria.

En el cas de la tecnologia desenvolupada per Nikola Labs, es prescindeix dels transmissors especials d'Energous per enviar l'energia al telèfon, i s'aposta per aprofitar una funda per a mòbils de manera que aquesta recicla l'energia que genera el terminal durant el rastreig de routers Wi-Fi i antenes de telefonia pròximes per ampliar l'autonomia del telèfon en gairebé un terç. Els seus creadors asseguren que si el terminal s'acosta prou a un router Wi-Fi aquest també comença a carregar-se de forma automàtica de manera similar a la tecnologia d'Energous, encara que això serà possible en una versió posterior.

Sorprenent carcassa per a smartphones, que és capaç de capturar energia de l'aire
En qualsevol dels dos casos sembla que s'han resolt de forma definitiva les limitacions tècniques de la tecnologia de càrrega sense fils que coneixem actualment, aprofitant de manera creativa les ones de ràdio que emeten i reben els nostres terminals en cada moment. Però potser, el més important per a l'usuari és que aquesta tecnologia estarà a l'abast de qualsevol en poc temps, encara que amb certes limitacions preliminars que s'aniran resolent amb el temps a mesura que s'adaptin els nous routers i antenes Wi-Fi a aquesta tecnologia.

En el cas del transmissor d'Energous, per exemple, de moment només es carregarà la bateria del telèfon intel·ligent dins de la mateixa habitació on es trobi el router Wi-Fi, mentre que en el cas de la funda de Nikola Labs, no carregarà la bateria, però sí augmentarà l'autonomia del dispositiu

Infraestructures de telecomunicacions en entorns rurals

Si s'agafa la definició de xarxes intel·ligents (X.I.) com la integració dinàmica del desenvolupament d'enginyeria elèctrica i els avenços de les TIC dins del negoci d'energia elèctrica amb la finalitat obtenir una integració de les diferents parts implicades per obtenir una gestió eficient, concretament si s'aplica en els entorns urbans clarament, tenen unes característiques que les diferencien respecte de les xarxes rurals:

• Xarxes que disposen de bucles elèctrics
• Molta més potencia instal·lada
• Molts més elements a connectar: de maniobra i sensorització
• Distàncies més curtes entre els consums
• Poca dispersió i poca penetració de la generació distribuïda (GD)
• Més robustesa a l'entorn enfront inclemències

Clarament es pot observar que una X.I. rural és diferent. No obstant això, aquest fet esdevé com a clau per dissenyar aquestes X.I. que han de permetre als distribuïdors facilitar la integració de GD i emmagatzemament elèctric a una escala en què la seva gestió és molt més senzilla, com a conseqüència de:

• La menor energia elèctrica que cal distribuir
• Menor nombre de perifèrics a controlar però NO menys importants

Per altra banda i amb la finalitat de veure com han evolucionat les distribuïdores elèctriques i, concretament, centrant-se en l'acrònim DSO, es poden identificar que s'ha arribat a la tercera generació, així:

• Distribution System Owner (com a empresa plenament vertical)
• Distribution System Operator (com a operador del sistema de distribució elèctric)
• Distribution System Optimazer (com a gestor eficient i intel·ligent energètic i col·laboratiu)

Aquí és on esdevenen clau les necessitats de les telecomunicacions per les X.I. en general i sense oblidar l'entorn rural.
Per altra banda, en el pla d'acció de Ginebra de la Cimera Mundial de la Societat de la Informació (CMSI), ja es va parlar dels objectius sobre el desenvolupament del mil·lenni per resoldre els problemes de connectivitat en les zones rurals disperses dels països en desenvolupament, amb l'objectiu de subministrar qualitat de vida en zones amb climes extrems.
Val a dir que les infraestructures de telecomunicacions sostenibles i rendibles en zones rural han de ser estudiades amb detall, fet que gràcies a l'obligació de fer el desplegament dels comptadors intel·ligents, ha donat peu a què les elèctriques tinguin la necessitat d'apostar per la construcció de infraestructures de telecomunicacions amb la finalitat de donar cobertura a la telegestió i convertir aquesta “certa obligació en una oportunitat d'innovació”.

A Espanya i concretament a Catalunya, hi ha diversos projectes en els que s'està treballant perquè les xarxes elèctriques esdevinguin intel·ligents. No obstant això, la realitat rural presenta certes analogies identificades en el pla d'acció de Ginebra, on cal destacar la realitat de tecnologia radio:

• Els sistemes de xarxes mòbils estan definits per les zones urbanes i, a vegades, per les zones rurals concentrades

Per tant, cal fer front a problemes com ara:

• La baixa densitat de població i dispersa
• Poca motivació , un ARPU (Average Revenue Per User) baix
• Accés al terreny dificultós
• Més vulnerabilitat:
• Incidències en els subministrament elèctric
• Inclemències meteorològiques
• Costosos operatius elevats

Aquí hi ha un factor comú que cal analitzar: Les elèctriques necessiten telecomunicacions per la gestió i optimització de les seves xarxes però, al mateix torn, les operadores de telecomunicacions necessiten xarxes d'energia per poder ser fiables.
Aquesta va ser una de les motivacions que va portar Estabanell Enegia a liderar el projecte Europeu del FP7 anomenat Smart Rural Grid, establint una forta col·laboració entre universitats catalanes, empreses de tecnologia i operador neutre de telecomunicacions, per acostar la tecnologia de telecomunicacions a les zones rurals, que estan patint un greuge respecte a les zones urbanes.
Cal treballar per evitar que d'aquí a deu anys es continuï parlant de què les zones urbanes gaudeixen d'increment de velocitat per accés d'alta capacitat, però que la cobertura rural no hagi augmentat.
És per això que el Col·legi d'Enginyers Tècnics i Pèrits de Telecomunicació de Catalunya (COETT) ha convidat Estabanell a participar en una taula de debat sobre infraestructures de telecomunicacions.

També ha estat reconeguda amb un accèssit a la innovació empresarial per aquest lideratge en la tecnologia per entorns rurals.

Font: Ramon Gallart, responsable de xarxes intel·ligents d'Estabanell Energia

Solucions solars

El Payne es pot descriure com un "concentrador solar a petita escala".  Aquest sistema converteix el 34 per cent de l'energia del sol en electricitat que va directament a la xarxa, això equival a dues vegades més que els sistemes solars tradicionals.

El 34 per cent de l'energia del sol que es recull pels miralls es converteix directament en energia elèctrica, valor que contrasta amb aproximadament la meitat d'estàndard dels panells solars. De fet, els panells fotovoltaics tradicionals són capaços de generar al voltant d'un 23 per cent de l'energia solar que incideix sobre ells en electricitat. No obstant això, es retalla a prop de 15 per cent abans que de ser exportat a la xarxa.
El lloc de prova està a la província de Northern Cape i el disseny del sistema necessita de grans plats que giren per seguir el sol. De fet i curiosament, constantment s'ajusten per captar la màxima quantitat d'energia solar possible. Giren lentament. Les proves independents per IT Power al Regne Unit confirmen que un sol plat Ripasso pot generar 75-85 MWh d'electricitat a l'any. Suficient per alimentar 24 cases típiques del Regne Unit que equival a la mateixa quantitat d'electricitat obtinguda amb la crema de carbó. Per tant estalvia en l'alliberament d'aproximadament 81 tones de CO2 a l'atmosfera.

El sistema CSP funciona gràcies a un mirall parabòlic que es combina amb un motor Stirling. El plat de mirall s'assembla a un típic plat de satèl·lit, però el seu objectiu és concentrar o enfocar l'energia del sol en un petit punt calent que impulsa el motor Stirling.
Aquesta concentració en els punts calents permet la producció de l'electricitat. El projecte s'inspira en aquest motor Stirling, que es caracteritza per una alta eficiència en comparació amb les màquines de vapor. Un funcionament silenciós i la seva capacitat d'utilitzar gairebé qualsevol font de calor, de fet, és un motor de calor regeneratiu de cicle tancat. El motor utilitza un gas tancat per impulsar els pistons i girar un volant d'inèrcia.

El motor porta el nom d'un ministre escocès: Robert Stirling, que va treballar en la invenció com una alternativa a la màquina de vapor.
Aquest sistema de generació d'electricitat, que no utilitza aigua per produir la electricitat, s'està provant i aviat es farà la construcció de la primera instal·lació comercial.


Font: PHYSORG