El modelo energético basado en el hidrógeno no pierde fuelle

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Cada dos años se celebra la Conferencia Mundial de Energía del Hidrógeno (WHEC). Este evento está considerado como uno de los más importantes que reúne a profesionales y empresas del sector, así como entidades públicas y centros de investigación. La próxima conferencia se desarrollará en la ciudad española de Zaragoza en junio de 2016. 

Será la XXI edición de la Conferencia. En esta ocasión el evento está organizado por la Asociación Española del Hidrógeno (AeH2) , colaborando la Fundación para el Desarrollo de Tecnologías del Hidrógeno en Aragón (FHa) y la Asociación Internacional de Energías del Hidrógeno (IAHE). 

Entre los colectivos que asistirán se encuentran: 

1. Expertos en energía a nivel mundial, 

2. Grandes empresas de automoción que consideran que el hidrógeno es el candidato más prometedor para revolucionar las tecnologías energéticas y el transporte. 

3. Empresas energéticas 

4. Administraciones públicas 

Uno de los objetivos principales del Congreso es fomentar el uso de las tecnologías del hidrógeno, con la organización de conferencias y exposiciones, así como facilitar el contacto entre todos los usuarios del hidrógeno, ya sean centros de investigación, empresas u otros profesionales del sector. Las dos últimas ediciones se celebraron en Canadá (WHEC 2012) y Corea (WHEC 2014). Para esta ocasión se ha preparado un sitio web específico con la información de la WHEC 2016.

La Unión Europea se encuentra en la misma sintonía que los organizadores del Congreso Mundial. 

Sigue impulsando desde el Parlamente y el Consejo la aplicación de un modelo energético 100% sostenible e independiente de los combustibles fósiles. Fruto de esa vocación fue la aprobación de la Directiva 2014/94/UE, del Parlamento Europeo y del Consejo de 22 de octubre de 2014, relativa a la implantación de una infraestructura para los combustibles alternativos, que ha incluido en su articulado las características del suministro de hidrógeno a esta red. Concretamente establece lo siguiente: 

1. Los Estados miembros que decidan incluir puntos de repostaje de hidrógeno accesibles al público en su marco de acción nacional garantizarán, a más tardar el 31 de diciembre de 2025, la disponibilidad de un número adecuado de los mismos a fin de garantizar la circulación de vehículos con motor de hidrógeno, incluidos los que emplean pilas de combustible, dentro de las redes determinadas por dichos Estados miembros, incluyendo, en su caso, enlaces transfronterizos. 

2. Los Estados miembros garantizarán que los puntos de repostaje de hidrógeno que sean accesibles al público y hayan sido implantados o renovados a partir del 18 de noviembre de 2017 cumplan las especificaciones técnicas siguientes: 

a. Los puntos de repostaje de hidrógeno al aire libre que distribuyan hidrógeno gaseoso para su utilización como combustible por vehículos de motor deberán ser conformes con las especificaciones técnicas de la norma ISO/TS 20100 relativa al suministro de hidrógeno gaseoso. 

b. El grado de pureza del hidrógeno distribuido por los puntos de repostaje de hidrógeno deberá ser conforme con las especificaciones técnicas de la norma ISO 14687-2. 

c. Los puntos de repostaje de hidrógeno deberán utilizar algoritmos y equipos de suministro conformes con la norma ISO/TS 20100 relativa al suministro de hidrógeno gaseoso. 

d. Los conectores de los vehículos de motor para el repostaje de hidrógeno gaseoso deberán ser conformes con la norma ISO 17268 relativa a los dispositivos de conexión para el suministro de hidrógeno gaseoso a vehículos de motor.

Toda una declaración de intenciones que augura un desarrollo masivo de esta tecnología.

Mas información:

http://www.whec2016.com/

¿Por qué nos tiene que preocupar la entropía?

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Dos leyes son las que gobiernan la energía. La primera y segunda ley de la termodinámica no fueron articuladas de forma definitiva hasta la segunda mitad del siglo XIX, casi 170 años después de que Newton formulara las leyes de la mecánica.

 

Las leyes de la termodinámica nos dicen cómo se comporta la energía y son por lo tanto imprescindibles para la compresión del funcionamiento cotidiano de los ecosistemas y los sistemas sociales.

 

La primera ley de la termodinámica, según la cual la energía total contenida en el universo es invariable, recibe a veces el nombre de ley de la conservación. Significa que la energía ni se crea ni se destruye. La cantidad de energía contenida en el conjunto del universo permanece fija desde el origen de los tiempos y seguirá así hasta el final de los mismos.

 

Todo lo construido en el curso de la historia es energía que ha sido transformada de un estado a otro. Cuando un ser humano muere y se descompone, así como cuando nuestros objetos materiales se desintegran, la energía que se libera encuentra su camino de vuelta a la naturaleza.

 

Aquí es donde entra en juego la segunda ley de la termodinámica. La transformación de la energía se realiza siempre en una dirección: pasando de disponible a no disponible. Si quemamos un trozo de carbón, por ejemplo, la energía permanece, pero se transforma en cenizas y gases que se liberan a la atmósfera. No se ha perdido ninguna cantidad de energía en el proceso y, sin embargo, ya no podremos volver a quemar jamás ese pedazo de carbón y convertirlo en trabajo útil. Esta pérdida de energía aprovechable recibe el nombre de entropía y es uno de los conceptos más importantes y al mismo tiempo menos comprendidos y apreciados de la física.

 

Con las cosechas ocurre lo mismo. Podemos concentrar semillas, abonos, agua y trabajo para que su cosecha salga adelante. Una vez que se recolecta nunca más podrá volver a "concentrarse" la misma energía. Podremos tener una nueva cosecha, pero será a costa de volver a concentrar otra energía dispersa, por lo que el sistema cada vez estará más desordenado y con menos capacidad de producir nuevos ciclos.

 

Es posible invertir el proceso entrópico (que mide el grado de desorden de un sistema), pero sólo mediante el empleo de energía adicional. Naturalmente esta energía adicional, una vez usada, no hace más que aumentar la entropía total. Reciclar los desechos, por ejemplo, requiere el gasto adicional de energía de recoger, transportar y procesar los materiales usados, lo cual incrementa la entropía total en el entorno.

 

La energía solar se agotará dentro de miles de millones de años (con 5.000 millones de años se considera que el sol está en la mitad de su vida). Durante este periodo de tiempo el sol continuará bañando la Tierra con nuevas aportaciones de energía durante todo el tiempo que seamos capaces de imaginar, debe comprenderse que la cantidad de energía concentrada en la Tierra en forma de materia, sean minerales metálicos o combustibles fósiles, es relativamente limitada dentro del periodo de la historia geológica relevante para la sociedad. Esto es así porque desde el punto de vista termodinámico la Tierra es un sistema cerrado en relación con el sistema solar y el universo.

 

La Tierra es un sistema cerrado, es decir, intercambia energía con el sistema solar, pero, a excepción de algún meteorito ocasional o de cierta cantidad de polvo cósmico, no intercambia demasiada materia con el universo exterior. La idea importante es que el influjo de energía procedente del Sol no produce materia por sí mismo; la energía solar puede fluir eternamente sin producir jamás ningún tipo de vida. La Tierra posee unas reservas limitadas de materia apta para ser transformada en otras formas útiles, incluida la vida, con la ayuda de la energía solar. Por ejemplo, la energía solar interactuó con la materia terrestre durante el período Jurásico y contribuyó a convertir la materia en vida. La descomposición de esta vida generó los depósitos de carbono que hoy quemamos en forma de carbón, petróleo y gas natural. La energía que se pierde en forma de gases ya no está disponible para realizar trabajo. Aunque es posible que en algún momento futuro de la historia geológica se acumulen depósitos parecidos de carbono, el futuro del que estamos hablando es en cualquier caso tan lejano que no afecta a las necesidades humanas. Por este motivo se dice que los combustibles fósiles son “fuentes no renovables de energía”.

 

Todo cuanto existe en el universo, de acuerdo con la segunda ley, comenzó siendo energía concentrada disponible y se está transformando, con el paso del tiempo, en energía dispersa y no disponible.

El uso de energías renovables implica reducir el proceso entrópico de la tierra ya que se reducen el número de ciclos energéticos necesarios para mantener la vida en la Tierra. Sólo utilizando estas fuentes de energía se puede garantizar una mayor sostenibilidad del planeta.

El hidrógeno ¿Cómo convertir el combustible del futuro?

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"Sí, amigos míos, creo que algún día se empleará el agua como combustible, que el hidrógeno y el oxígeno de los que está formada, usados por separado o de forma conjunta, proporcionarán una fuente inagotable de luz y calor, de una intensidad de la que el carbón no es capaz […] El agua será el carbón del futuro" Julio Verne, La isla misteriosa (1874).

 

Una vez obtenido y almacenado el hidrógeno deberemos convertirlo en energía térmica o eléctrica para poder utilizarlo correctamente. La conversión en energía térmica, mediante combustión, es simple ya que su alto poder calorífico asegura que el proceso se realizará de forma homogénea y estable.

Asociar un motor de combustión interna a una fuente energética basada en hidrógeno permitirá mover cualquier tipo de vehículo (motocicletas, automóviles, autobuses, barcos, etc.) con leves modificaciones en dicho motor. Ahora bien, si el objetivo es convertir la energía química del hidrógeno en energía eléctrica necesitaremos un equipo especial: La Pila de Combustible.

Una pila de combustible podemos definirla como una batería electroquímica que convierte la energía química del combustible que la alimenta en energía eléctrica. Debemos diferenciar claramente las pilas de combustible cuyo reactante se encuentra en el interior de la pila y las que el reactante se suministra desde el exterior.

Las pilas tradicionales se clasifican dentro del primer grupo. Estas pilas funcionan produciendo electricidad mediante una reacción electroquímica con el reactante que se encuentra en su interior y que no pueden ser regenerados. Estas pilas son las que se pueden adquirir en cualquier comercio para alimentar pequeños equipos electrónicos y electrodomésticos. Una variante de este primer grupo estaría constituido por pilas cuyo reactante se encuentra dentro de la propia pila pero que una vez agotada puede volver a recargarse. Podemos encontrarla en teléfonos móviles y cámaras fotográficas.

El segundo grupo de pilas se caracterizan por emplear reactantes que son suministrados desde el exterior, produciendo electricidad de forma continua. Estas son las pilas de combustible, basadas en el hidrógeno.

La mayoría de las pilas de combustible son, en realidad, una suma de pilas individuales, que reciben el nombre de células o celdas de combustible. Una célula de combustible consta de dos electrodos, ánodo (-) y cátodo (+) –ambos con cierto contenido de platino– separados por un electrolito sólido o líquido. Aunque el funcionamiento de todas las pilas de combustible responde al mismo principio fundamental, entre ellas existen notables diferencias de diseño, características de operación y potencia.

Así, se pueden encontrar desde pilas de 1W que funcionan a temperatura ambiente hasta módulos de 250 kW que operan a 1.000 ºC de temperatura. La clasificación habitual de las pilas de combustible está basada en el tipo de electrolito que utilizan, ya que éste determina características fundamentales de la pila, y, en consecuencia, sus posibles campos de aplicación.

Las pilas de combustible se contaminan con mucha facilidad si la calidad del hidrógeno no es la más alta. Además sus horas de funcionamiento son muy limitadas aun. Esto unido a su alto coste de manufactura, determina que en los próximos años la investigación de esta tecnología sea clave para conseguir pilas de combustible más robustas y económicas, permitiendo de esta forma que la economía basada en el hidrógeno sea una realidad.

El hidrógeno ¿Cómo almacenar el combustible del futuro?

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Por las propiedades físicas del hidrógeno, almacenarlo supone todo un reto, sobre todo cuando se trata de hacerlo  en contenedores pequeños como pueden ser depósitos para vehículos. Un kilo de hidrógeno genera la misma energía que casi tres de gasolina. Su poder calorífico es muy alto, entorno a los 33 kWh/kg (el petróleo tiene también un poder calorífico alto pero mucho más reducido que el del hidrógeno: 12 kWh/kg).

Sin embargo, ese kilo ocupa mucho volumen, ya que la densidad del hidrógeno es bajísima, por lo que la cantidad de energía que aporta el hidrógeno por unidad de volumen –su densidad energética– es también muy baja. Tan baja que, de utilizar hidrógeno sin "tratar", los coches serían "depósitos con ruedas". Para almacenar 4 kg de hidrógeno, que es la cantidad que consume un coche a pila en una distancia de 400 km, se necesitaría un depósito equivalente a un globo de más de 5 m de diámetro.

La solución a este problema se conoce desde hace décadas. Para realizar un almacenamiento de cualquier gas, con un volumen reducido, tenemos dos alternativas. La primera de ellas es incrementando la presión dentro del contenedor. La segunda es enfriando el gas. En este caso el contenedor debe estar lo suficientemente aislado del exterior para no sufrir pérdidas térmicas. En este segundo caso la presión dentro del contenedor puede igualar la presión atmosférica del exterior.

 

La industria del hidrógeno está desarrollando depósitos, de forma cilíndrica que pueden almacenar hidrógeno a grandes presiones. Depósitos de hasta 200-350 bares ya están disponibles en el mercado, aunque nuevos materiales (composites de fibras de carbono con polímeros o aluminio) permiten alcanzar presiones de hasta 700 bares, lo que implicaría un depósito de menos de 100 litros para conseguir una autonomía de 400 kms.

 

Almacenar el hidrógeno líquido, disminuyendo su temperatura hasta los 253ºC bajo cero, reduce su volumen hasta 700 veces, como contrapartida la energía necesaria para mantener esta temperatura equivale al 30-40% de la energía disponible en el hidrógeno almacenado.

 

En los últimos años se está investigando mucho en sistemas más eficientes. Hasta la fecha, las tres alternativas que más convencen son el almacenamiento del hidrógeno en hidruros metálicos,  nanotubos de carbono y nanohorns (nanocuernos) de carbono. Los hidruros metálicos son combinaciones del hidrógeno con ciertos metales o mezclas de metales, que se obtienen enfriando la mezcla metálica e introduciendo hidrógeno a presión. El atractivo de este sistema radica en que la reacción es reversible: calentando el hidruro y aumentando ligeramente la presión, el hidrógeno se libera y puede ser utilizado como combustible. Es una forma de almacenamiento estable y segura, pero tiene el inconveniente de que los hidruros que operan a baja temperatura –que pueden liberar el hidrógeno a sólo 40-90 ºC y tienen mayor capacidad de almacenamiento– son muy lentos y pesados, por lo que resulta más adecuada para otras aplicaciones.

Los nanotubos de carbono, que almacenan hidrógeno con mejor eficiencia y pueden operar a temperatura ambiente, pueden llegar a ser la solución. Últimamente se están desarrollando nuevas estructuras denominadas Nanohorns.

Un gran número de estudios han explorado la posibilidad del almacenamiento de hidrógeno en materiales porosos, aunque siempre se ha tropezado con el mismo problema a la hora de utilizar los nanotubos de carbono para este fin, y es que este proceso es sólo posible a temperaturas por debajo de los -196 ºC debido a la interacción baja entre el hidrógeno y el carbono.

No obstante, según se ha descubierto, el uso de los nanohorns de carbono hace el proceso más viable en el sentido de que la interacción entre el hidrógeno y los nanohorns de carbono es más fuerte que la que aparece en el caso de los nanotubos de carbono.

Los resultados muestran que el hidrógeno interactúa de una forma más fuerte con estructuras carbonosas de este tipo que con los nanotubos de carbono tradicionales, sugiriendo que los nanohorns y las estructuras similares pueden ofrecer posibilidades significativamente mejores como un medio más ligero para las aplicaciones de almacenamiento de hidrógeno.

El hidrógeno ¿Cómo producir el combustible del futuro?

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En el siglo XIX comenzó a separarse el hidrógeno y el oxígeno que forman el agua aplicando una corriente eléctrica. El proceso denominado electrólisis es una tecnología conocida y tan sencilla que forma parte de los experimentos que se realizan en las clases de química de las escuelas.

 

La electrólisis es muy límpia y produce un hidrógeno de gran pureza. Sin embargo, en la actualidad sólo se produce por este sistema el 4% de los 45 millones de toneladas de hidrógeno que se consumen en el mundo cada año. El problema es que la electrólisis requiere un aporte considerable de electricidad. Si esta electricidad no proviene de fuentes renovables el beneficio en cuanto a sostenibilidad del sistema desaparece.

 

Producir electricidad por medios renovables tiene muchas ventajas pero también algunos inconvenientes. El principal es la intermitencia en la producción de energía eléctrica. En el caso de que se utilice un sistema de electrólisis para producir hidrógeno anexo a un sistema renovable el hidrógeno producido en los momentos de funcionamiento del sistema actuará como almacén de energía que podrá ser utilizada cuando no haya sol o viento, o bien, transportado a otros emplazamientos donde las condiciones atmosféricas no sean las idóneas para producir energía eléctrica mediante fuentes renovables. De esta forma se eliminaría uno de los grandes problemas asociados a la intermitencia de la producción eléctrica mediante fuentes renovables.

 

La otra opción para producir hidrógeno, la más barata, es partir de gas natural mediante la bien conocida tecnología del reformado con vapor, que consiste en romper las moléculas de gas con vapor de agua en presencia de un catalizador. Por este motivo es el método más utilizado, casi la mitad del hidrógeno se produce de esta manera. Como, además, la utilización de gas natural es también la opción menos contaminante a partir de combustibles fósiles, este gas parece el candidato en mejor posición para liderar la producción de hidrógeno en un futuro próximo. Con este procedimiento el hidrógeno también puede obtenerse a través de propano y butano, metanol, etanol, acetona y gasificación de carbón (gasógeno).

 

A partir de estas dos formas de producción de hidrógeno se derivan multitud de variantes, aunque el principio fundamental de cada una de ellas es el aquí descrito.

 

Por lo tanto, actualmente, ninguno de los dos sistemas es viable para la producción de hidrógeno para fines energéticos. El primero de ellos por su alto coste y el segundo por el deterioro ambiental y consumo de combustibles fósiles que hace que el sistema no sea sostenible.

 

Trabajar en disminuir los costes de producción de hidrógeno por fuentes renovables es clave para resolver el primer de los grandes problemas que un sistema energético basado en el hidrógeno tiene.

 

Los tres grandes problemas del hidrógeno

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Mucho se ha hablado del nuevo modelo energético que vendrá liderado por el hidrógeno como vector energético. Este nuevo modelo permitirá liberarnos de una vez por todas de los combustibles fósiles y posibilitará un crecimiento económico sin límites durante los próximos siglos.

Si esto es así. ¿Por qué no termina de materializarse este nuevo orden energético mundial?¿Por qué siempre que se habla de la energía del hidrógeno se dice que será el futuro pero que hoy aun no está lo suficientemente madura para competir con las fuentes energéticas tradicionales?

 

Durante las próximas tres entradas de este blog intentaremos dar respuesta a estas preguntas.

 

Para empezar diremos que los problemas más importantes que hoy en día tiene la energía basada en el hidrógeno, que deberá de solucionar antes de poder competir con las fuentes energéticas tradicionales, son fundamentalmente tres. El primero de ellos es la producción del propio hidrógeno. El segundo es el almacenamiento del mismo y el tercero es la transformación de la energía química del hidrógeno en energía térmica o eléctrica.

El hidrógeno es el elemento más abundante del universo. Un 75% de todo el universo, incluido el planeta Tierra y nosotros mismos, está compuesto de hidrógeno. Pero el gran inconveniente es que este hidrógeno no se encuentra libre en la naturaleza, como está el carbón, el petróleo o el gas. Hay que "extraerlo" de compuestos más complejos.

 

En el mundo se producen cada año alrededor de 45 millones de toneladas de hidrógeno. Sin embargo, sólo una mínima parte de ese hidrógeno se utiliza para producir energía, principalmente en aplicaciones espaciales. Casi la mitad de la producción se emplea para elaborar fertilizantes basados en amoníaco.
 

También se utiliza hidrógeno en la fabricación de metanol y el agua oxigenada, así como para "hidrogenar" los aceites orgánicos comestibles derivados de la soja, los cacahuetes, los cereales y el pescado, además de para refrigerar motores y generadores.

 

Quien mejor conoce al hidrógeno es la industria petroquímica, que lleva años utilizándolo como materia prima de una amplia gama de productos derivados del petróleo y para reducir la cantidad de partículas, aromáticos y azufre presentes en la gasolina y el gasóleo.

Podemos encontrar hidrógeno en el petróleo, la madera, el gas natural, pero sobretodo en el agua. Dependiendo de donde vayamos a extraer el hidrógeno deberemos realizar un proceso u otro. Si se encuentra en el agua realizaremos una electrólisis para separar las moléculas de hidrógeno y oxígeno que forma el agua. Si queremos extraer el hidrógeno que forma parte de las cadenas de hidrocarburos utilizaremos un sistema denominado "reformado con vapor" (actualmente el proceso más barato, más utilizado y menos ecológico de todos). Por último, la utilización de energías renovables para la obtención de hidrógeno será la última opción posible, muy ecológica pero menos rentable en el corto plazo.

Durante el siguiente post analizaremos estas formas de producción de hidrógeno, estudiando cada ventaja e inconveniente de los distintos procesos. En los siguientes analizaremos los aspectos relacionados con su almacenamiento y conversión energética.

La economía del hidrógeno más cerca de ser una realidad

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El hidrógeno es considerado como el combustible del futuro. Su combustión sólo origina vapor de agua como residuo, además es el componente más abundante en el universo (un 75% del mismo es hidrógeno), por lo que es inagotable.

El hidrógeno se considera un vector energético, no una fuente de de energía, ya que no está disponible sin combinar con otros elementos en la naturaleza. Por este motivo, tenemos que producirlo eliminando de ciertos compuestos el resto de elementos que lo forman. Así, por ejemplo, puede producirse hidrógeno del agua, eliminándole el oxígeno, o de los hidrocarburos, eliminándole el carbono y el oxígeno. Una futura economía basada en el hidrógeno tendría muchas ventajas, también tiene, hoy por hoy, muchos problemas por resolver para ser efectiva. 

El primero de ellos es la producción del propio hidrógeno. Para que el proceso sea limpio desde el principio al final es importante que la producción de este hidrógeno sea con energías renovables o subproductos obtenidos en gran cantidad por otras industrias. En este sentido es especialmente importe el desarrollo efectuado por la empresa Reflectia que mediante la descomposición del aluminio residual, obtenido como subproducto de otros procesos productivos, en una disolución de agua a la que posteriormente se le añade un reactivo, produce hidrógeno de forma continua. Este hidrógeno puede utilizarse para alimentar células de combustible que producen energía eléctrica, ya que tiene una pureza del 99,9%.

El segundo problema es el relacionado con el almacenamiento. El hidrógeno es un gas muy ligero que por lo tanto necesita almacenarse a grandes presiones para obtener una cantidad razonable del mismo para fines comerciales o productivos. Ahora el problema se ha solventado, también, ya que el sistema ideado por Reflectia permite prescindir del almacenamiento en la futura red de hidrogeneras que se instalaría en Europa. El hidrógeno demandado por los consumidores se producirá en el mismo momento que se demande.

Por último, hasta la fecha el coste de producción de hidrógeno ha sido muy elevado. Con este nuevo sistema el coste del Kg de H₂ será de lo más competitivo ya que en ningún caso será mayor de 1,22€/Kg. Como datos comparativos decir que ahora el H₂ está en España a unos 16€/kg, en Alemania con ayudas a 8€/Kg y la Unión Europea afirma que en 2020 debiera estar entorno a los 5,5€/Kg. Un vehículo con motor de hidrógeno puede realizar 450Km con 3,6Kg de H₂.

Más información en: www.reflectia.es

La economía verde ahora, también, azul

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La nueva economía de los años 90 y primera década del siglo XXI se denominó "verde" en alusión a las posibilidades que la explotación razonable de los recursos naturales posibilitaba en cuanto a crecimiento sostenible. Ahora, la UE ha establecido a través de una "Comunicación" la importancia de los mares en cuanto a sus posibilidades de generación de energía, turismo costero, acuicultura y la biotecnología e incluso la minería marina.

El objetivo, no obstante, es que toda esta explotación pueda llevarse a cabo de forma sostenible.

En momentos de crisis internacionales es cuando más se agudiza el ingenio en busca de alternativas que posibiliten desarrollo económico. Ahora se pone de manifiesto que la búsqueda de alternativas al actual modelo económico es más una necesidad que una posibilidad.

Para más información: http://www.ambientum.com/revista/2012/septiembre/nueva-economia-es-azul.asp

Generación Distribuida

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La nueva economía basada en el hidrógeno.

La forma de distribuir la energía en el futuro es lo que conocemos como generación distribuida. Esta forma de distribución respondería a los problemas de coste y abriría el ansiado nuevo camino que terminará de liberarnos de la era de los combustibles fósiles.

Este sistema invierte totalmente la lógica convencional de la distribución de la electricidad. En el siglo XX y durante lo que va de siglo XXI, la electricidad se ha generado en grandes centrales eléctricas, luego se ha transmitido por líneas de alta tensión hasta los consumidores finales. La centralización de la electricidad, por tanto, ha originado economías a escala (este efecto se produce cuando el coste medio de producir un bien disminuye, a largo plazo, al aumentar la escala en la que se produce).

Sin embargo, los elevados costes de capital necesarios para construir centrales eléctricas gigantescas y vastas redes de transmisión sólo pueden compensarse dejando que las compañías controlen todo el mercado regional.

El Estado ha intervenido apropiándose del servicio de suministro eléctrico a la población. En algunos casos se han regulado el servicio mediante concesiones a empresas privadas, pero con regulación estatal como un monopolio natural.

La centralización en la generación de energía eléctrica comenzó a recibir duras críticas en la década de los setenta. En los últimos años estas criticas se han generalizado, el gran tamaño de las mismas las convierte en disfuncionales a la hora de enfrentarse a todo nuevo tipos de problemas, como el drástico aumento del coste de la energía derivado del embargo petrolero árabe y las subidas de precios decretadas por la OPEP, así como el más grave problema originado por las emisiones de CO2.

La fuerte presión pública hizo que en 1978 el Congreso de los Estados Unidos aprobara la Ley Reguladora de los Servicios Públicos, con el objeto de encontrar nuevas formas de ahorrar energía. Esta legislación se diseñó, sobre todo, para fomentar la extensión de la cogeneración.

La desregulación del mercado del gas natural llevó a un descenso de los precios de este combustible y estimuló nuevos avances en el campo de la generación de electricidad con gas natural. Las nuevas turbinas de gas tenían una buena relación coste-eficiencia para potencias iguales o inferiores a los 100 megavatios y requerían una inversión de capital muy inferior a las plantas nucleares o de carbón de 1.000 megavatios convencionales. Otra ventaja añadida para las nuevas centrales de gas era que requerían menor tiempo de instalación y eran más fáciles de mantener.

Ante esta situación apareció una nueva generación de pequeños productores que ponía en entredicho la producción única por parte de grandes productores amparados por el gobierno y justificados por la teoría económica que definía su actividad como “monopolio natural”.

La realidad era que la producción de electricidad se estaba haciendo cada vez más barata y versátil. Por lo tanto, y de forma más que justificada, la opinión pública exigía una nueva forma de competencia, así como modelos de distribución de electricidad acorde con los tiempos.

Además, de todas las circunstancias anteriores, el sector eléctrico de los países industrializados se ha cargado con dos grandes pasivos. El primero de ellos viene derivado de las desinversiones realizadas en las centrales nucleares que se van quedando obsoletas. El coste social que provocan tanto la disminución de la producción como el desmantelamiento de estas centrales, unido al segundo problema que se enfrenta el sector, que es el coste de mantenimiento de todas las instalaciones y de las redes de distribución que se deterioran a gran velocidad, hace que los problemas en el suministro comiencen a generalizarse en todos los países.

Los apagones, bajada y cortes de tensión se hacen más frecuentes, siendo los clientes los que tienen que soportar los periodos de inactividad. En el caso de España tenemos muy reciente los dramáticos acontecimientos que durante este verano han mantenido a parte de la población catalana sin suministro eléctrico. No obstante, podemos encontrar ejemplos similares a nivel planetario. Los monopolios naturales tienen cada vez menos amigos dispuestos a defender su estatus especial, justo en el momento en que comienzan a aparecer nuevos productores energéticos independientes que les disputan los clientes.

La desregulación alcanzó su punto máximo durante los mandatos presidenciales de Ronald Reagan y George Bush en Estados Unidos y los de Margaret Thatcher y Helmut Kohl como primeros ministros de Reino Unido y Alemania respectivamente. La industria energética se vio afectada profundamente. Más tarde, en 1992, la Ley de Política Energética de Estados Unidos abría el mercado eléctrico a la competencia. Los productores independientes comenzaron a crear problemas a los grandes gigantes con la introducción de tecnologías de pequeño alcance para servir a mercados especiales. Había nacido la era de la generación distribuida.

Esta expresión hace referencia a un conjunto de pequeñas plantas generadoras de electricidad situadas cerca del usuario final, o en su mismo emplazamiento, y que pueden bien estar integradas en una red o bien funcionar de forma autónoma. Los usuarios van desde viviendas domésticas hasta grandes empresas.

Los pequeños motores alternativos alimentados de gas natural o combustible diesel son las tecnologías más difundidas en la actualidad. Aunque en los últimos años están adquiriendo gran desarrollo el uso de placas solares y pequeños aerogeneradores para producir la electricidad. Las calderas alimentadas con diversos recursos biomásicos, también están adquiriendo gran importancia.

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Vector energético: Elemento o compuesto producido de forma artificial capaz de almacenar energía para su posterior consumo.

Por lo tanto, los vectores energéticos no se encuentran disponibles en la naturaleza como pueden estarlo las fuentes de energía, siendo necesaria la mano del hombre para generarlos.

Entre los ejemplos más habituales de vectores energéticos tenemos el hidrógeno, las gasolinas y gasóleos, los gases licuados de petróleo GLP (Butano, Propano, etc.), los biocombustibles (biodiesel y bioetanol) y la electricidad.