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Proyecto Stage–STE: todos a una

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Desde su inauguración formal, allá por el año 1981 con el hito histórico de ser la primera vez que se inyectaba en la red electricidad termosolar, la Plataforma Solar de Almería (PSA) ha jugado siempre un papel central en el desarrollo de las tecnologías de concentración solar, tanto para la producción de electricidad (STE, por la siglas en inglés de Solar Thermal Electricity) como para el resto de sus múltiples aplicaciones (procesos de alta temperatura, producción solar de hidrógeno, tratamiento de materiales, desalación solar, tratamiento de agua, etc). Julián Blanco Gálvez, director adjunto de la PSA, explica en este artículo en qué consiste el proyecto Stage–STE.
Proyecto Stage–STE: todos a una
Interior de horno vertical de la PSA.

La Plataforma Solar de Almería (PSA) es un centro público de investigación ubicado en la localidad de Tabernas (Almería, sudeste de la península Ibérica) que pertenece al Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat), organismo de referencia nacional en temas de energía y medio ambiente.

Durante sus más de 35 años de existencia, y a pesar del escaso interés que en momentos determinados han tenido estas tecnologías (es notable resaltar las dificultades que conllevó la “travesía del desierto” que supuso el periodo entre los años 1986 y 1995), la PSA no ha dejado de promover y ejecutar iniciativas y proyectos para profundizar en el desarrollo y progresiva reducción de costes de las diferentes tecnologías asociadas al acrónimo STE, siempre persiguiendo no perder ni el liderazgo tecnológico ni la excelencia científica que siempre ha representado, ambos aspectos, tanto en el plano nacional como en el internacional.  

La relevancia de las tecnologías de concentración solar (captadores cilindro–parabólicos, captadores lineales de Fresnel, sistemas de torre central y discos parabólicos) para la producción de electricidad es notable ya que la adición de sistemas de almacenamiento térmico permiten a estas plantas (con la excepción de los discos parabólicos acoplados a un motor Stirling) un comportamiento equivalente a las de potencia base. Esta característica única es la que garantiza y favorece su desarrollo a pesar de tener en la actualidad un coste superior a la energía fotovoltaica.

A finales de 2014 se contabilizan a nivel mundial un total de 4.016 MW instalados de las distintas tecnologías termosolares en operación comercial, cifra a la que se deben añadir 1.748 MW adicionales en construcción. El liderazgo indiscutible que tiene España sobre estas tecnologías viene respaldado por el hecho de que el 76% del total de los MW anteriores en operación comercial han sido construidos por empresas y tecnología española. Y en el caso de los actualmente en construcción la cifra es del 70%.

Los centros tecnológicos, claves
Este liderazgo ha sido posible gracias, en gran medida, a la transferencia tecnológica realizada desde los centros tecnológicos y de investigación entre los que, indudablemente, la PSA ha ocupado y ocupa una posición muy relevante. Es de resaltar aquí el esfuerzo realizado en el periodo 1998–2006 en el que se llevó a cabo una intensa transferencia tecnológica hacia las principales ingenierías españolas que posibilitó que éstas estuvieran en condiciones de abordar los primeros proyectos comerciales cuando estos comenzaban a ser ya económicamente viables, gracias a las primeras “feed-in tariffs” y otros mecanismos de apoyo que fueron implementados en algunos países del mundo.

Esta posición de liderazgo de la PSA no sólo se ha mantenido en estos últimos años sino que se puede considerar que se ha reforzado notablemente con su participación y liderazgo en todo un conjunto de iniciativas internacionales entre las que podemos destacar el proyecto Stage–STE. Esta iniciativa, financiada parcialmente por el 7º Programa Marco de la Comisión Europea, está estrechamente relacionada con el Programa Conjunto sobre Energía Solar de Concentración de la Alianza Europa de Investigación (EERA, European Energy Research Alliance).

Ambas actividades se encuentran coordinadas por el Ciemat y suponen una demostración y refrendo de la importante actividad desarrollada en este campo por dicho organismo a través, fundamentalmente, de la Plataforma Solar de Almería. El objetivo de ambas iniciativas es el de asegurar el liderazgo internacional de la industria termosolar europea mediante el reforzamiento e intensificación de la colaboración entre los centros europeos de investigación de referencia en este campo.

El proyecto Stage–STE (Scientific and Technological Alliance for Guaranteeing the European Excellence in Concentrating Solar Thermal Energy) supone, a la vez, una gran oportunidad y un importante reto no sólo para el Ciemat sino para el conjunto de la investigación española en el campo de la energía termosolar y sus múltiples aplicaciones más allá de la producción de energía eléctrica. Y ello es así porque este proyecto, financiado por el 7º Programa Marco con 10 millones de euros, supone una demostración clara, por una parte, del liderazgo que España posee en Europa en este campo y, por otra, del que posee el Ciemat dentro del contexto nacional de organizaciones de investigación en energía termosolar.

El proyecto Stage–STE involucra directamente a la mayoría de las principales organizaciones de investigación de todo el mundo (41 participantes procedentes de cinco continentes) que poseen un amplio reconocimiento de su nivel de excelencia en el campo de la energía solar de concentración. Sólo por parte española, además del Ciemat, colaboran en el proyecto Ctaer, Imdea, Cener, Tecnalia, IK4-Tekniker, Abengoa, Acciona, Sener y Cobra.

Tres objetivos
Este consorcio con tan elevada masa crítica posibilita plantear unos objetivos muy amplios y ambiciosos basados en tres pilares principales. El primero de ellos es conseguir llegar a convertir el consorcio Stage–STE en la institución de referencia para la investigación en Europa proporcionando, tanto a la industria como a la Comisión Europea, una puerta natural para la transferencia de tecnología y el desarrollo del sector. Esto pretende ser reforzado de una manera importante mediante el alineamiento de los diferentes programas nacionales de investigación en este campo, de manera que los fondos nacionales puedan ser sincronizados con los de la Comisión Europea permitiendo mayores y mejores resultados en menor espacio de tiempo a la vez que evitando duplicidades y solapamientos.

El segundo de los objetivos es el establecimiento de una base sólida que garantice una colaboración cada vez más intensa en el ámbito de la investigación europea en energía solar de concentración. Para ello se abordarán un amplio conjunto de actividades que van desde el intercambio de investigadores para promover la transferencia cruzada de conocimientos hasta la promoción del uso conjunto de las infraestructuras existentes, pasando por el reforzamiento de la colaboración con la industria, las actividades de capacitación y formación, la colaboración internacional (no europea) o la definición de las prioridades de investigación.

El tercer y último de los pilares lo constituye el desarrollo de un conjunto de actividades de investigación que cubren todo el espectro actual de ámbitos de investigación: tecnologías de foco lineal, tecnologías de foco puntual, sistemas de almacenamiento térmico, materiales para receptores solares y componentes de las diferentes tecnologías, procesos termoquímicos a alta temperatura (combustibles solares) y energía termosolar y desalación.

Este proyecto es consecuencia de una convocatoria previa de la Comisión Europea a la cual fue presentado como propuesta y que plateaba por primera vez una nueva herramienta (IRP, Integrated Research Programmes) más compleja que las existentes anteriores (proyectos clásicos de investigación y desarrollo tecnológico, proyectos integrados, acciones de coordinación, acciones de soporte, etc) con la idea de posibilitar un mayor avance en la construcción del Espacio Europeo de Investigación (ERA, European Research Area) y, a su vez, posibilitar un mecanismo de financiación a los distintos Programas Conjuntos (JP, Joint Programmes) de la organización EERA.

La organización EERA, de la que el Ciemat es socio fundador, surge en 2007 como una alianza de 15 instituciones de investigación europeas con un reconocido prestigio internacional en el campo de la energía para reforzar la colaboración en la investigación en tecnologías energéticas de bajo contenido en carbono y apoyar la competitividad de la industria Europa a nivel internacional.

Hoy día EERA está constituida por unos 150 organismos con más de 2.700 investigadores senior formalmente involucrados y está formalmente reconocida por la Comisión Europea como uno de los pilares fundamentales para el desarrollo del SET (Strategic Energy Technology) Plan. Su actividad se desarrolla a través de un total de 15 Programas Conjuntos que cubren todos los aspectos de la investigación en energía.

Más termosolar y a menor coste
Uno de estos programas es el EERA JP-CSP (Concentrated Solar Power), que está coordinado por el Ciemat. El proyecto Stage–STE (aprobado con la máxima puntuación posible) ha venido a financiar el conjunto de actividades definidas dentro del Programa Conjunto sobre CSP. El JP-CSP está formado por 23 organizaciones europeas de investigación (todas ellas obviamente participan también en Stage–STE) que han comprometido un total de 132 personas/año por año para el desarrollo del Programa Conjunto.

Desde el punto de vista de la tecnología, el reto principal en estos momentos es el desarrollo de las mejoras que permitan su amplia implementación en las regiones del globo con mayor nivel de radiación solar directa (DNI) a la vez que una reducción del coste para acercarlo a los actuales niveles de las energías convencionales. Dado que dichas regiones se encuentran todas fuera del ámbito geográfico europeo se considera especialmente relevante aquí la cooperación internacional, entendida esta como la que se realiza más allá de las fronteras europeas.

Es por ello por lo que, dentro del proyecto Stage–STE, se han involucrado organizaciones de investigación claves procedentes de la práctica mayoría de las áreas mundiales más relevantes para la energía termosolar, como son el Norte de África, Oriente Medio, China, Australia, Sudáfrica, México, Brasil y Chile.

Dado que estas organizaciones aportan igualmente un conocimiento relevante e instalaciones experimentales clave, el consorcio global conseguido formado por las 41 instituciones (hasta el momento dado que tanto el JP–CSP como el proyecto Stage–STE están definidos como estructuras abiertas a las que es posible unirse de acuerdo con unos criterios determinados) anteriormente indicadas, constituye un conjunto único y con un potencial nunca previamente alcanzado en el campo de la energía solar térmica de concentración.

Finalmente es de remarcar el que la participación española sea especialmente notable, tanto a nivel de EERA JP–CSP como del proyecto Stage–STE. Este hecho, así como el liderazgo de muchas de las actividades definidas suponen un claro respaldo y reconocimiento del liderazgo que ha tenido y tiene España en estas tecnologías, con un papel clave en todo ello de la PSA. La labor y el reto principal durante los próximos cuatro años de duración del proyecto Stage–STE será la de mantener este liderazgo.

Para esta labor la PSA seguirá, como siempre ha hecho, ofreciendo sus más de 20 instalaciones, múltiples laboratorios y personal con elevada experiencia y conocimiento a todo el sector para intentar seguir avanzando en el proceso de conseguir tecnologías más económicas y eficientes a la vez que seguir siendo una referencia internacional en lo que a investigación se refiere.

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