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Eduardo Zarza, director del área de Sistemas Solares de Concentración de la Plataforma Solar de Almería

“La termosolar de concentración es un niño con traje de adulto”

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Eduardo Zarza (Huelva, 1958) lleva más de 25 trabajando en investigación termosolar al máximo nivel. Dirige el área de Sistemas Solares de Concentración de la Plataforma Solar de Almería (PSA), en la que trabajan una treintena de investigadores inmersos en el desarrollo de aplicaciones industriales de esta tecnología, incluyendo la producción de electricidad, la generación de hidrógeno y de calor, desde los 125 a los 2.000° C. Nadie como él para explicarnos qué podemos esperar de la termosolar en los próximos años.
“La termosolar de concentración es un niño con traje de adulto”

– ¿Qué buscan hoy los científicos que investigan en termosolar? ¿Mejorar materiales y componentes? ¿Mejorar procesos? ¿Reducir el coste de la energía producida?
Nuestra prioridad es la reducción de costes de la energía producida. Las centrales termosolares, que constituyen hoy en día la aplicación comercial más extendida de los sistemas solares de concentración, tienen un importante reto en este momento: reducir considerablemente el coste de la electricidad termosolar y hacerlo con rapidez si queremos que el despliegue comercial de estos sistemas continúe. Los factores que pueden ayudar a conseguir esta reducción de costes son muy diversos y están recogidos tanto en la Agenda Estratégica de Investigación elaborada por  la Asociación Europea de la Industria Solar Termoeléctrica (Estela) hace tres años, como en el documento ‘Identificación de las Principales Líneas de Investigación en el Sector de la Electricidad Termosolar’ elaborado dentro de la plataforma SolarConcentra (www.solarconcentra.org) a principios del año 2013. En ambos documentos se encuentran detallados todos los temas prioritarios de I+D, que abarcan desde la mejora de materiales, hasta nuevos ciclos de potencia o nueva turbo-maquinaria. Con un objetivo último común: hacer que los sistemas solares de concentración sean más competitivos.

– ¿Qué se hace en la Plataforma Solar de Almería en este sentido?
En la PSA estamos trabajando actualmente en una amplia lista de temas. En relación con los sistemas de almacenamiento térmico estamos trabajando tanto en la mejora de los sistemas basados en calor sensible, como en nuevos materiales para almacenamiento mediante cambio de fase. También estamos investigando sobre sistemas de almacenamiento para temperaturas altas (superiores a 600º C). Estamos estudiando el uso de CO2 supercrítico como fluido de trabajo, tanto para sistemas de receptor central como en captadores cilindroparabólicos. Este es un tema que desde hace años despierta un gran interés en la comunidad científica, debido a la posibilidad de aumentar tanto la temperatura de trabajo como el rendimiento global de la planta. No obstante, debemos tener también presente que no todo son ventajas cuando se habla del CO2 supercrítico, pues hay interrogantes técnicas importantes que aún no están totalmente resueltas, como son los temas de corrosión asociados a este fluido de trabajo y la turbo-maquinaria tan especifica que se necesita.

Estamos trabajando también en una  nueva generación de receptores volumétricos atmosféricos de matriz metálica con porosidad variable, y los resultados que estamos consiguiendo a nivel de laboratorio son bastante alentadores. El desarrollo de recubrimientos ópticos avanzados (recubrimientos selectivos y anti-reflexivos) es otra línea de trabajo.

– ¿Y al margen de la producción eléctrica?
También se investiga en la producción de hidrógeno por descomposición termoquímica del agua. Y en otras líneas de investigación a más largo plazo, pues una de nuestras obligaciones como centro público de I+D es ir abriendo nuevas líneas de trabajo que pueden terminar en la comercialización de productos innovadores. Un ejemplo es la producción de oxígeno a partir del regolito (muy abundante en la superficie de la Luna) que es un material muy rico en oxígeno, pero se necesitan altas temperaturas para su obtención. Mediante radiación solar concentrada se puede obtener la energía térmica necesaria para el aprovechamiento comercial de este material, que resulta de gran interés para poder abastecer a posibles colonias de personas instaladas en la Luna, sin necesidad de transportar este preciado gas desde la Tierra.

También hay que mencionar la I+D en el campo de la desalación, la detoxificación (eliminación de sustancias contaminantes de efluentes usando la parte ultravioleta del espectro solar) y la desinfección. Temas de gran importancia para paliar la necesidad de agua de calidad en zonas que cuentan con recursos de agua salobre y buen nivel de radiación solar, o para una mayor reutilización del agua con fines industriales.

– ¿Con qué recursos cuenta la PSA?
Provienen de diversas fuentes. Los más importantes, del Gobierno central, a través del Ministerio de Economía y Competitividad (Mineco), ya que la PSA es un centro territorial del Ciemat, un Organismo Público de Investigación perteneciente al Mineco. El Ministerio aporta a través del Ciemat una financiación basal que, aunque no cubre el 100% de las necesidades, resulta esencial para mantener un gran centro de I+D como la PSA. El resto la conseguimos a través de nuestra participación en proyectos de I+D de convocatorias competitivas, tanto nacionales como europeas, así como mediante servicios al sector industrial. Es importante mencionar también que al estar la PSA reconocida como una ICTS (Instalación Científico Técnica Singular) de España, esto nos da acceso a fondos públicos específicos para la mejora y el mantenimiento de nuestras infraestructuras, con el fin de que podamos seguir realizando una investigación de alto nivel y dar al sector industrial el apoyo y soporte que nos pide.

– ¿Centrales de torre, cilindroparabólicas, disco–parabólicas, Fresnel? ¿Apunta alguna de las tecnologías a convertirse en referente indiscutible?
Con frecuencia me preguntan ¿cuál va a ser la tecnología que finalmente se imponga a las otras?, pero yo creo que pueden coexistir en el mercado diversas tecnologías, pues cada una tiene sus ventajas e inconvenientes. Aunque con frecuencia se escucha decir que la tecnología de torre es la que se va a imponer porque puede trabajar a mayores temperaturas y, por consiguiente, alcanzar rendimientos más altos, no debemos olvidar que la tecnología de torre no resulta adecuada para aquellos países en los que existe una atenuación atmosférica grande, como es el caso de Oriente Medio, aunque tengan un buen nivel de radiación solar directa. Cuando la atenuación atmosférica debida a aerosoles o partículas en suspensión en el aire es grande, el rendimiento de los campos de heliostatos baja de forma considerable, y, por ende, el de la planta en su conjunto, aunque el bloque de potencia trabaje a temperaturas más altas. Así pues, yo considero que pueden coexistir en el mercado diversas tecnologías, cada una con sus ventajas e inconvenientes, de modo que para cada proyecto en concreto se elegirá la que resulte más propicia.

Por poner un símil fácil de entender: actualmente tenemos motores diésel y de gasolina, y ambos coexisten en el mercado, sin que ninguno de ellos se pueda considerar “ganador”. Cada tipo de motor tiene unas características que lo hacen más adecuado para determinados usos, pero ninguno de ellos es absolutamente mejor que el otro.

– La fotovoltaica ha incrementado su eficiencia y, sobre todo, ha reducido drásticamente su precio. Los aerogeneradores actuales son mucho más potentes y eficientes que los que se fabricaban hace 15 años. ¿Qué le falta a la termosolar para vivir un desarrollo similar?
Para mí la respuesta a esta pregunta es clara y sencilla: permitir a la termosolar que desarrolle su propia curva de aprendizaje, al igual que han hecho la eólica y la fotovoltaica. Debemos tener presente que la termosolar es una tecnología que empezó su despliegue comercial mucho más tarde, motivo por el cual su curva de aprendizaje se encuentra aún mucho menos desarrollada. No resulta lógico comparar tecnologías que tienen un grado de madurez muy diferente. Yo siempre digo que la termosolar de concentración es un niño con traje de adulto, y eso puede fácilmente confundir. Es un niño porque su desarrollo tecnológico es aún incipiente, pero el gran despliegue comercial que ha tenido en algunos países como España, le hace aparentar una madurez que realmente no tiene, y ese es precisamente el traje de adulto al que me refiero. Debemos permitir que la termosolar de concentración desarrolle todo su potencial.

La reducción de costes es un resultado directo de la curva de aprendizaje, que se encuentra aún en una etapa muy inicial. Tengamos en cuenta que las centrales termosolares que se están construyendo en la actualidad, como es el caso de NOOR-II y NOOR-III de Marruecos, ya presentan una reducción de costes importante con respecto a las que se construyeron hace unos años. Y no es solo debida al mayor nivel de radiación solar directa existente en Marruecos, pues la planta NOOR-I se encuentra en la misma ubicación y tiene costes más altos, sino a la curva de aprendizaje y mejora de la tecnología de los tres últimos años.

– El informe ‘Energía Solar Termoeléctrica, Perspectiva Mundial 2016’, elaborado por Greenpeace, SolarPaces y Estela señala que esta tecnología podría suministrar el 6% de la demanda de electricidad global para 2030 y el 12% en 2050. ¿Piensa que se pueden alcanzar esas cotas?
Técnicamente no existe ninguna barrera para poder lograr este objetivo, y por consiguiente resulta posible. Es bien conocido el enorme potencial de la energía solar, pues bastaría con aprovechar la radiación solar que incide sobre el 1,5% de la superficie desértica en la Tierra para producir una cantidad de electricidad equivalente al consumo mundial actual. Lo que hace falta para poder lograrlo es muy simple: voluntad política y consenso a nivel internacional para hacerlo. El hecho de poner trabas a la electricidad termosolar porque aún es más cara que otras opciones demuestra una miopía política grande, pues solo tiene en cuenta el presente, y no el potencial de reducción de costes. Y esto sin mencionar los efectos colaterales tan positivos que conlleva, como la gran generación de empleo y la dinamización de la economía local que suponen.

– Una de las ventajas con que cuenta la termosolar es su gestionabilidad y su capacidad de almacenamiento. ¿Pueden ser claves en un nuevo modelo energético?
Yo creo que la gestionabilidad es y seguirá siendo un factor importante. Pero no tengo argumentos en los que basarme para afirmar que será un factor clave, pues la existencia de potentes interconexiones eléctricas que permitan el transporte de electricidad en grandes cantidades de unos países a otros podría paliar la falta de gestionabilidad a nivel local. Yo siempre he defendido la idea de que para lograr una alta penetración (>70%) de las renovables a nivel global es necesaria la existencia de fuertes y eficientes conexiones eléctricas a nivel internacional, para que se pueda alimentar el Sur de Europa desde el Norte de Europa y viceversa. Está demostrada la fuerte complementariedad que existe entre la energía eólica en el centro y norte de Europa, con la energía solar del Sur de Europa y Norte de África, por lo que si existiera una buena interconexión eléctrica entre los países se podría conseguir un suministro eléctrico fundamentalmente basado en renovables. Pero para esto se necesitan grandes inversiones y un consenso político a nivel internacional que en la actualidad no existe.

Donde sí me parece más clara la necesidad de una buena gestionabilidad es cuando hablamos de la generación distribuida, que también necesita de sistemas de gestión y control más avanzados, pues cuanto más se reduce el área geográfica menor es la complementariedad entre las energías solar y eólica. El concepto de “Smart Grid” es objeto de un gran interés desde hace unos años y a nivel europeo se le están dedicando importantes recursos económicos para su investigación y desarrollo, pero creo que todavía está algo lejos su posible implantación generalizada.

– Se están construyendo plantas termosolares para producción de calor como la de Miraah, en Omán. ¿Podría convertirse en otra opción destacable?
Las aplicaciones de los sistemas solares térmicos se pueden clasificar en dos grandes grupos: a) generación de electricidad, y b) generación de calor, comúnmente conocida como “aplicación a procesos industriales de calor”. Hasta el momento, la generación de electricidad es la aplicación que ha acaparado la mayor parte del interés industrial y, por consiguiente, del esfuerzo de I+D a nivel internacional. Pero las personas más cercanas a mi saben que desde hace algún tiempo vengo diciendo que la aplicación a procesos de calor va a tener muy pronto un importante protagonismo, pues existe también un gran mercado potencial para este tipo de aplicaciones, al que hasta el momento se le ha dedicado poco interés. Dentro de la Unidad de I+D de la PSA que yo coordino ya estamos moviéndonos en esta dirección.

Creo que ha llegado el momento de dedicarle la atención que merecen las aplicaciones a procesos de calor, entre las que se encuentran la climatización con bombas de calor de doble efecto, que necesitan energía térmica en torno a 160º C. Lo primero que tendremos que hacer es desarrollar captadores solares con características adecuadas a este tipo de aplicaciones, que son muy diferentes a los captadores para grandes centrales termosolares. Me consta que las administraciones públicas están dispuestas a apoyar la I+D en este campo, incluso el desarrollo de proyectos de demostración. Uno de sus grandes atractivos es que se trata de instalaciones que, por su tamaño e inversión,  resultan muy asequibles a las Pymes, mientras que las centrales termosolares requieren de un músculo financiero y tecnológico que solo poseen las grandes empresas. Y si tenemos en cuenta que son las Pymes las que realmente dinamizan la economía de una nación, estamos ante un tipo de actividad comercial que podría suponer un arma muy eficaz para combatir el desempleo y fomentar el crecimiento económico de países que, como España, poseen un buen nivel tecnológico y alto recurso solar. Además, tenemos la suerte de contar con el que actualmente es el mayor centro público de I+D en tecnologías solares de concentración, la PSA. Es decir, en España se dan todos los ingredientes para un cóctel perfecto.

– Las empresas españolas están jugando un papel fundamental en el desarrollo de la termosolar en todo el mundo. ¿Sigue manteniendo España una posición privilegiada también en la I+D+i de esta tecnología?
Sin ninguna duda la respuesta a esta pregunta es sí. España cuenta en la actualidad con un buen número de grupos universitarios y centros de I+D en esta tecnología, que están al más alto nivel. No quiero dar nombres porque son muchos. España está actualmente coordinando proyectos e iniciativas europeas de gran importancia en este sector, como es el caso del Joint Program en CSP del European Energy Research Area (EERA), coordinado por mi colega Julián Blanco (PSA), al igual que el proyecto europeo Stage-STE, que supone todo un reto no solo por sus casi 40 entidades participantes, sino también por la variedad de actividades incluidas en su programa de trabajo. España cuenta también con excelentes lazos de colaboración con las principales centros de I+D del mundo, como DLR, CNRS, ENEA y otros muchos tanto dentro como fuera de Europa.

– ¿Cómo puede afectar al futuro de la termosolar la situación que está viviendo Abengoa, una de las empresas que más ha apostado por su desarrollo?
Todos los que trabajamos en este sector sentimos profundamente la situación que está viviendo Abengoa, no solo por lo que esta empresa ha contribuido al desarrollo de las termosolares a nivel mundial, sino porque en ella trabajan excelentes profesionales que además son buenos amigos. Es inevitable que personas que no conozcan la realidad del sector puedan pensar que esta situación que vive Abengoa es indicativa de una falta de viabilidad de la termosolar. Pero esto no es en absoluto así, pues debemos tener en cuenta que Abengoa es un gran grupo industrial con un amplio portfolio de actividades, entre las que se encuentra la promoción y construcción de centrales termosolares. El hecho de que Abengoa haya enarbolado esta bandera como icono de la empresa durante los últimos años, al igual que en otra época hizo con los biocombustibles, hace que aquellas personas que no conocen bien el sector termosolar  y a la propia Abengoa puedan erróneamente pensar que esta situación que vive la empresa es debida exclusivamente a su implicación en el sector termosolar. La situación concreta de Abengoa sí ha afectado a algunos de los proyectos que estaba ejecutando la empresa, pero tras un pequeño retraso se ha encontrado la solución para que los proyectos sigan adelante. Más allá de este retraso, y de acuerdo con la información que poseo, la situación actual de Abengoa no parece que vaya a afectar al futuro de la termosolar, porque siguen existiendo importantes empresas, muchas de ellas también españolas, que siguen teniendo una importante y exitosa actividad en el sector de las centrales termosolares a nivel internacional, como queda de manifiesto en los proyectos NOOR-II y NOOR-III actualmente en construcción en Ouarzazate (Marruecos).

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internete
Respecto desalacion no hay mucho que investigar... 2 litros/hora-m2. OJO que es destilada y no potable... Hay que pasarla por un filtro de arena para que recupere minerales...