Ángela Laguna Abad, directora General Innovation, Energy & Environment de BAC

Hablar de ingeniería es hablar del mundo y de su bienestar. De la ingeniería en sus múltiples ámbitos ha dependido y sigue dependiendo el futuro de la humanidad y el cumplimiento de sus principales retos actuales: poner fin a la pobreza, proteger el planeta y garantizar que todas las personas gocen de paz y prosperidad para 2030, leit motiv de los objetivos de desarrollo sostenible (ODS) de las Naciones Unidas, adoptados por sus miembros en 2015 y también conocidos como Objetivos Mundiales.

La ingeniería está en el origen, en el diseño de todas esas tecnologías, infraestructuras, edificaciones, instalaciones domésticas, industriales y de servicios, sistemas logísticos y de organización industrial y empresarial, gestión de los recursos y de la sostenibilidad necesarios para alcanzar los ODS.

La ingeniería tiene en la actualidad, sus retos específicos de gran calado, como la mejora de la eficiencia de los proyectos y procesos para garantizar la optimización de los ciclos de vida y, de forma muy destacable, la transformación digital que supone una auténtica revolución.

Tenemos que tener muy en cuenta tanto la enorme responsabilidad de apoyar con nuestros conocimientos, experiencia, capacidad de innovación y valores al desarrollo más sostenible e igualitario del mundo que nos ha tocado vivir, como la necesidad de trabajar con otros profesionales, en equipos multidisciplinares, que complementen nuestra visión técnica con los aspectos humanísticos en los que otras disciplinas son clave: en cómo afectan las tecnologías a las personas, a las relaciones humanas, a la autoestima y la autorrealización del ser humano.

Desde Tecniberia, la patronal de empresas de ingeniería españolas, tenemos como objetivo prioritario contribuir, en estrecha colaboración con el Alto Comisionado de las NU (liderado por Cristina Gallach) para la implantación en España de los ODS. Desde la asociación trabajamos en un Grupo de Trabajo especializado en el análisis, acciones y medición de la influencia que nuestra actividad de ingeniería y consultoría produce en ellos y, aunque somos conscientes de la imbricación de todos y cada uno de los ODS y su alto grado de transversalidad, en particular, hemos identificado aquellos en los que creemos que nuestras actividades profesionales pueden tener mayor impacto.

Uno de ellos, en el que queremos incidir en particular en este artículo es el que alude a la energía.

ODS 7: energía asequible y no contaminante para 2030
La información que nos ofrece Naciones Unidas respecto a este Objetivo es: “la energía es fundamental para casi todos los grandes desafíos y oportunidades a los que hace frente el mundo actualmente. Ya sea para el empleo, la seguridad, el cambio climático, la producción de alimentos o para aumentar los ingresos. El acceso universal a la energía es esencial.

El avance en todos los ámbitos de la energía sostenible no está a la altura de lo que se necesita para lograr su acceso universal y alcanzar las metas de este objetivo. Se debe aumentar el uso de energía renovable en sectores como el de la calefacción y el transporte. Asimismo, son necesarias las inversiones públicas y privadas en energía; así como mayores niveles de financiación y políticas con compromisos más audaces, además de la buena disposición de los países para adoptar nuevas tecnologías en una escala mucho más amplia.”

Las metas de este objetivo, de aquí a 2030, hacen alusión a la universalización de los servicios energéticos, la generación a través de energías renovables, la mejora de la eficiencia energética, la cooperación internacional para la investigación y el avance en infraestructuras energéticas y tecnologías limpias, así como la prestación de servicios energéticos modernos y sostenibles en todos los ámbitos, en particular mejorando a los más desfavorecidos.

El entorno actual de la ingeniería y la energía

Una referencia clave a considerar es la fase final del borrador del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) 2021-2030. Supone la respuesta internacional más ambiciosa hasta la fecha frente al reto del cambio climático. Identifica los retos y oportunidades a lo largo de las cinco dimensiones de la Unión de la Energía: la descarbonización, incluidas las energías renovables; la eficiencia energética; la seguridad energética; el mercado interior de la energía y la investigación, innovación y competitividad. Como puede observarse, todos ellos suponen un gran impacto potencial de las actividades de ingeniería.

Contrastemos los resultados esperados por el PNIEC en 2030 frente a los objetivos vinculantes para la UE en el mismo periodo:

Las primeras reflexiones genéricas que se suscitan son la necesidad de recursos técnicos, económicos para generación renovable, almacenamiento, seguridad y viabilidad del sistema eléctrico, adaptación del consumo a las nuevas energías (por ej. movilidad, conectividad…), digitalización para mejora de la eficiencia…

Pero sigamos analizando algunas noticias recientes vinculadas a los retos energéticos que nos ocupan:

• Las energías renovables siguen bajando costes y compiten con las plantas nucleares y de carbón ya operativas.

Respecto a las EERR más habituales (las eléctricas), la solar fotovoltaica acumula una reducción en los costes de puesta en marcha del 89% en los últimos 10 años, mientras que la eólica terrestre lo ha hecho en un 70%. Este descenso en precios continúa, a pesar de la conocida inestabilidad regulatoria de los últimos años, de los intereses, a veces contrapuestos de los agentes involucrados, del riesgo de ‘estas nuevas burbujas para inversores’… llevando a las nuevas plantas de estas renovables a ser competitivas con algunas nucleares y térmicas ya existentes.

La competitividad de estas EERR eléctricas no tiene marcha atrás, más cuando se están convirtiendo en un activo de inversión económico financiero importante. Pero en el origen de estas reducciones en los precios de la FV y la eólica, se encuentran las intensas mejoras de la eficiencia de los materiales obtenidas gracias a la ingeniería de diseño, así como a la mejora de productividad de las plantas que la ingeniería de instalaciones ha sumado en su ejecución, operación y mantenimiento

• Los ‘gases renovables’, energías renovables no eléctricas, como el biogás/biometano y el hidrógeno, se van abriendo paso en Europa como un nuevo vector energético que podría ser clave en la lucha por reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y en el desarrollo de una economía circular y energéticamente sostenible, según los expertos.

Así se ha puesto de manifiesto en la 32º edición del Foro del Gas, que se celebró en Madrid durante los días 5 y 6 de junio. Estos gases renovables pueden contribuir a alcanzar el objetivo de descarbonización, aportando al sistema energético fiabilidad y flexibilidad, mientras que el consumo de gas natural disminuiría progresivamente. Las infraestructuras gasistas existentes jugarán un papel relevante durante el periodo de transición, puesto que ya están preparadas para el almacenamiento y transporte de gases renovables.

Según un estudio de Gas for Climate, la Unión Europea podría ahorrarse hasta 138.000 millones de euros anuales para el año 2050 si se apuesta por la utilización de gas renovable en las infraestructuras ya existentes para sistemas de calefacción, producción de electricidad gestionable y como combustible en el transporte rodado de mercancías. Una medida que, combinada con electricidad renovable, contribuiría a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero hasta prácticamente cero para mediados de siglo.

• Merece la pena destacar el potencial del hidrógeno, que se basa en que puede servir como almacenamiento del excedente de energía renovable, puede transformarse en varias formas de energía (electricidad, gas sintético o calor) y cuenta además con múltiples aplicaciones, como por ejemplo en la industria o, incluso, en el transporte.
• El hidrógeno puede ser perfectamente transportado y almacenado en la red de gasoductos ya existente. El aumento de fuentes renovables en el mix de generación eléctrica (y su potencial de incremento en el futuro) conllevará grandes excedentes de electricidad. Una de las maneras más idóneas de almacenarlos según muchos agentes científicos, tecnológicos y empresariales, es a través de la producción de hidrógeno.
• Mostramos una imagen de un piloto que desarrollamos de una población autoabastecida con EERR y almacenamiento en hidrógeno.

Los costes del almacenamiento de energía caen más rápido de lo esperado en todo el mundo.

Como es bien conocido, uno de los mayores inconvenientes para la completa sustitución de las EERR eléctricas, frente a las de fuentes fósiles, es su generación no constante, que requiere necesariamente de sistemas de almacenamiento.

Ya hemos comentado los avances en almacenamiento de hidrógeno, tecnología muy evolucionada pero aún con retos de optimización y reducción de costes. Por otra parte, las baterías han incrementado en un 350% su capacidad de almacenamiento, desde las iniciales de plomo ácido (50 Wh/kg) hasta las actuales de níquel metal hidruro (175 Wh/kg).

En la actualidad estamos desarrollando pilotos muy importantes de autoabastecimiento que contemplan generación con renovables eléctricas, almacenamiento en baterías de níquel metal hidruro y en hidrógeno, que también se emplea como combustible limpio para transporte interno en planta con vehículos y carretillas, así como la optimización de todo el sistema a través de una plataforma digital dotada de inteligencia. En estos proyectos es muy importante la colaboración: el usuario final (planta agroalimentaria), un centro tecnológico (Fundación del Hidrógeno) y dos pymes tecnológicas expertas en baterías (Green Grouping y ACL), junto con nuestra aportación desde la ingeniería energética y de digitalización.

Cambios en los mercados, las tarifas y la necesidad de adaptar los hábitos y gestión del consumo.

Hasta ahora, el precio de la energía ha aumentado despacio y constantemente, manteniendo siempre una cierta estabilidad de precios. Pero la incorporación masiva de las EERR eléctricas está generando mercados mucho más volátiles y precios muy inestables en el ‘pool’, sin que eso se transforme necesariamente en un incremento promedio de los precios.

Esto implica que la contratación eficiente de la energía pasa a tener más valor para la competitividad por lo que surgen más compañías, ingenierías en general, especializadas en ofrecer fórmulas de compra venta de la energía más favorables, variando continuamente su oferta según la fluctuación del mercado.

En la misma línea, se están planteando algunas modificaciones tarifarias por la CNMC que afectarán a las tarifas en alta tensión. Esto hará que las empresas altamente consumidoras de electricidad deban modificar sus pautas de consumo, programación de producción, mantenimiento…y, lo que es más importante, deberán conseguir una perfecta integración y control de su demanda y su consumo incluyendo las distintas fuentes y sistemas de almacenamiento con los que diseñen y optimicen su gestión energética.

En este sentido las nuevas tecnologías, la sensorización, el IOT/IIOT, el big data y la inteligencia artificial van a ser las claves de la optimización energética en los próximos años y los ingenieros tenemos el reto de conseguir la integración de todas las tecnologías energéticas disponibles con los sistemas inteligentes que permitirán optimizar su gestión.

La eficiencia energética pierde peso en la última década y la digitalización es clave para su recuperación

Según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), 2018 ha tenido la tasa más baja de mejora de eficiencia energética desde el comienzo de la década, culminando una tendencia a la baja. El informe anual de este organismo encuentra la causa en tendencias sociales y económicas combinadas con factores como el clima extremo. Igualmente las medidas políticas y las inversiones no logran seguir el ritmo de la creciente demanda de energía.

Se requiere cambiar el modo de pensar. El informe incluye un enfoque especial en las formas en que la digitalización está transformando la eficiencia energética y aumentando su valor. Al multiplicar las interconexiones entre edificios, electrodomésticos, equipos y sistemas de transporte, la digitalización proporciona ganancias de eficiencia energética más allá de lo posible cuando estas áreas permanecían en gran medida desconectadas. Si bien la eficiencia en estas áreas siempre ha tenido beneficios para los sistemas de energía, la digitalización permite que estos beneficios se midan y valoren de manera más rápida y precisa.

“A medida que la digitalización transforma el sistema energético mundial, la AIE se compromete a ayudar a los países a garantizar que puedan maximizar los beneficios mientras se enfrentan a los desafíos”, dice Fatih Birol, director ejecutivo de la Agencia.

Reflexiones finales

Hasta aquí hemos presentado los retos de la energía para los próximos años, sus circunstancias actuales y mostrado ejemplos de cómo, desde el punto de vista de la ingeniería, la transición energética es una realidad viable, posible y urgente. Ya se han encontrado soluciones técnicas para muchas de las cuestiones clave y se sigue innovando en tecnologías, sistemas e integración para optimizar aquellas y mejorar en eficiencia.

No hay justificación para que esta transición energética, que nos lleve a la descarbonización y a cumplir con los ODS, no se produzca. Desde la ingeniería pedimos a los gobiernos e instituciones alcanzar esos tan ansiados pactos para mantener marcos estables que permitan a los agentes científicos, técnicos, empresariales y sociales moverse en esas líneas estratégicas y alcanzar con mayor velocidad los objetivos. Les toca también a estos realizar un esfuerzo máximo de aprovechamiento de los recursos públicos de la manera más eficiente y en Tecniberia somos de la opinión de que el colectivo de la ingeniería es un pilar para contribuir a ello de forma ordenada y equilibrada para ciudadanos, empresas y medio ambiente.