Dietmar Tourbier de CSIRO considera que CSP y H2V son una alternativa para industrias que no pueden electrificarse

Dietmar Tourbier de CSIRO considera que CSP y H2V son una alternativa para industrias que no pueden electrificarse

Fecha publicada: 31 Octubre, 2023

Australia tiene el gran potencial de incrementar su PIB con la exportación de derivados de hidrógeno renovable en el futuro, además de utilizar tecnologías diversas para hacer más eficiente la transición energética con miras a la descarbonización total al 2050, son algunas de las afirmaciones que realizó Dietmar Tourbier, director del Centro de Energía de CSIRO, en entrevista exclusiva con H2News, en el marco de la versión 29 de SolarPACES 2023.

Cuando hablamos de este nuevo vector energético, el hidrógeno verde, ¿ve ahí un papel para la CSP? 

Sí, lo veo. Hay bastantes tecnologías de generación de hidrógeno en las que también está trabajando CSP, y que se basan en procesos de alta temperatura. La ventaja de producir hidrógeno con procesos de alta temperatura es que la energía necesaria para producir hidrógeno a partir del agua es siempre aproximadamente la misma.

Es de unos 50 KJ por kilogramo de hidrógeno porque es un límite termodinámico. Creo que en realidad son 39 para ser exactos, pero debido a la eficiencia es más cercano a 50 KJ por kilogramo lo que se necesita y hay diferentes maneras de proporcionar esa energía al agua para dividir sus moléculas.

Una forma de obtener el hidrógeno es a través de electricidad, que es más cara, la otra forma es a través del calor. Por lo tanto, pensar en electrolizadores salinos, como los electrolizadores de óxido sólido, por ejemplo, o la división de agua a través de energía óptica, que utiliza la energía de la luz directamente, proporcionando parte de esa energía a través de calor de menor costo, y ahí es donde la energía solar térmica puede entrar. Por lo tanto, si usted proporciona a un electrolizador de óxido sólido que está operando a 800 grados Celsius, ese calor (para alcanzar los 800 grados) desde energía solar térmica a un costo mucho menor que la electricidad y sólo el resto de energía se reduce a la electricidad. Eso te permite producir hidrógeno a un costo mucho menor.

Así que hay una gran oportunidad para la energía solar térmica (CSP), de la mano de la electrólisis de alta temperatura o electrólisis óptica para generar ese hidrógeno a un costo menor. 

Australia quiere alcanzar su objetivo de cero emisiones netas en 2050, ¿qué papel cree que puede desempeñar el hidrógeno verde en este proceso?

Como he dicho antes, creo firmemente que la mayor parte de la descarbonización debe hacerse mediante la electrificación. Pero no podemos electrificarlo todo. Por lo tanto, si hay algunos números por ahí, la gente dice que el 80%, el 90%, cualquiera que sea el número, habrá una pequeña cantidad que no puede ser electrificada donde necesitamos combustibles. Y esos combustibles, si quieres producirlos sin carbono, tienen que estar construidos a base de hidrógeno y también con captura CO2.

La exportación de energía será una parte importante para Australia, porque permitirá el crecimiento de su  PIB actual. Y eso es la salida de la energía fósil, por lo que cuando eso desaparece lo que va a ser la exportación de energía se contruiría sobre el hidrógeno en forma de amoníaco o metanol u otras formas de hidrógeno que pueda transportar, pero la base de esto va a ser una producción renovable.

El IRA en Estados Unidos, ¿qué empuja en el mercado?

Económicamente es más o menos lo mismo. Estados Unidos anunció el año pasado la Ley de Reducción de la Inflación (IRA, por sus siglas en inglés). Me gusta comparar la zanahoria con el palo en muchos países. Usar el palo y decir que tienes que descarbonizar, tienes que tener este porcentaje de energía solar,  la IRA lo que hace es proporcionar una zanahoria.

Eso significa que estamos pagando una cierta cantidad de como $ 3 por kilogramo de hidrógeno limpio. Eso crea una oportunidad porque garantiza un comprador para el hidrógeno o la electricidad. Si se produce sin carbono o con baja huella de carbono, se generará un mercado para industrias como la termosolar, pero también la fotovoltaica y la electrólisis del hidrógeno.

CSP

¿Cree que en Australia se necesita más energía solar térmica de concentración?

Las necesidades de CSP en Australia. Es una pregunta interesante. El reto al que se enfrenta Australia para descarbonizar todo el sector energético es el hecho de que sólo el 20% de la energía actual procede de la electricidad. El 80% restante no es eléctrico, así que tenemos que electrificar todo lo que podamos, pero Australia tendrá muchos procesos y muchas industrias que necesitarán calor y que no podrán electrificarse fácilmente.

De ahí la necesidad o la oportunidad de la energía solar térmica. En mi opinión, una gran oportunidad es proporcionar calor limpio a bajo costo a estos procesos industriales y también proporcionar una solución de bajo costo para generar combustibles ecológicos, combustibles relacionados con el hidrógeno como el SAF (Sustainable Aviation Fuel) o el metanol que también se puede utilizar en el transporte marítimo. Ahí es donde veo la gran oportunidad para la energía solar térmica.

La segunda oportunidad que veo es específicamente en las zonas remotas para el suministro fiable de electricidad de energía solar. Eso puede compensarse con energía fotovoltaica más las baterías, porque proporcionan un cierto suministro de energía durante unas horas de una manera rentable. Si aumenta el almacenamiento a  12 ó 20 horas, que sea solar térmica.

Cuando el almacenamiento de energía térmica sea competitivo, y especialmente en zonas remotas que no están muy bien conectadas, veo una gran oportunidad para la energía solar térmica.

¿Cuando se habla de bajo costo, qué significa para usted?

Pues que el costo actual de la electricidad en Australia es de unos 70 dólares el MWh, de cauerdo al NEM, que es lo que llamamos el mercado nacional de la energía. Ahora bien, sube por la noche y baja durante el día debido al impacto de la energía solar fotovoltaica, pero la media ronda en los 70 dólares. Así pues, un proveedor de electricidad competitivo tiene que suministrar electricidad a un costo inferior a 70 dólares el MWhora en la zona muy poblada del este y en el noroeste, donde hay muchas minas.

Esas minas producen electricidad, a menudo a partir de generadores diésel, y ese diésel es muy caro porque hay que llevarlo hasta allí. El costo de la energía suele oscilar entre 100 y 150 dólares el MWhora, y la energía solar térmica ya puede competir con el ese precio de la electricidad.

Para el calor, se busca tener algo equivalente o inferior a $ 10 por Giga Joule, que es el precio actual del gas. El calor de la energía solar térmica es mucho más barato que el de la fotovoltaica porque no hay que convertirlo en electricidad y se obtiene directamente del sol. Ahí es donde la energía solar térmica tiene una gran ventaja sobre la fotovoltaica.

¿Cómo ve el uso de la CSP en el futuro en todo el mundo?

Veo las oportunidades futuras de la CSP  específicamente en zonas con mucha irradación solar como Chile, el norte de África, Oriente Medio y Australia. Esas son las zonas que tienen mucho sol, lo que significa oportunidades de bajo costo para la termosolar. Es más difícil en el norte de Europa, por ejemplo, donde no hay tanto sol. Visualizo un gran rol para la CSP en todo el mundo, especialmente, en las zonas de mayor irradiación en el mundo.

¿Está de acuerdo con la afirmación de que la tecnología CSP está por debajo de su rendimiento?

Estoy de acuerdo en que muchas centrales en funcionamiento no ofrecen el rendimiento que habían prometido en un principio. En el estudio que presentó Hank Price de Solar Dynamics, analizaron alrededor del 80% de plantas, excluyendo las chinas. Y la mayoría de las plantas que miraron y analizaron ¿por qué no funcionaban al máximo? Pues aquí viene lo interesante del estudio, ya que su rendimiento, en la mayoría de los casos, no se debió a la tecnología, se debieron a que estaban mal planificadas o mal construidas, o no se gestionaron correctamente.

Por lo tanto, hay mucho diseño erróneo y no se aprende de las experiencias en las diferentes plantas de esta industria y creo que eso es a lo que Hank se refería. Es algo que puede solucionarse fácilmente si los distintos operadores de centrales termosolares se ponen de acuerdo para trabajar juntos y aprender de los errores cometidos en el pasado.

Y ese es el principal mensaje de este estudio. Todas las cosas que identificaron como problemas en el rendimiento son cosas que no requieren nueva tecnología. Hay cosas que se pueden arreglar si aprovechamos lo aprendido y lo aplicamos en las nuevas centrales que estamos construyendo.

China avanza aceleradamente en CSP

China está construyendo casi 50 centrales, ¿qué opina del liderazgo que está asumiendo este país en CSP? y ¿cómo esta gran experiencia puede ayudar en todo el mundo?

Creo que están a la cabeza. Me gustaría hacer una analogía con la energía solar fotovoltaica. La energía solar fotovoltaica comenzó en Alemania gracias a los incentivos del gobierno y a la creación de un mercado de energía solar fotovoltaica en Alemania, pero seguía siendo cara hasta que llegó China y la produjo como un mercado de masas. Así que lo que espero es que China pueda hacer algo parecido con la energía solar térmica de concentración, producir un mercado de masas, volúmenes mucho mayores en plantas de energía de concentración solar de potencia y extraer enseñanzas de ellas que podamos compartir con otras plantas. Dicho esto, debo mencionar que China no es tan abierta sobre las lecciones que aprende, especialmente si son negativas. Suele mantenerlos en secreto, por lo que es muy difícil que otros países se beneficien de lo que se aprende en China.

Pero espero que China se abra más y ayude a la industria a crecer, como ha ocurrido en la fotovoltaica.

H2News

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