La urgència de fer la transició a energies renovables

Garantir l’accés universal a serveis energètics assequibles, augmentar la proporció d’energia renovable en la combinació energètica mundial o duplicar la taxa d’eficiència energètica són algunes de les fites que preveu l’ODS 7: Energia neta i assequible. A Catalunya són moltes les veus que malden per fer entendre la importància de fer la transició energètica. Una d’aquestes veus és la de Ramon Sans Rovira. Enginyer industrial per la UPC i màster en Tècniques de Direcció i Gestió Empresarial per la UB, és l’autor del model de transició energètica TE21. Sans és una de les persones més convençudes que les fonts renovables són suficients per cobrir les necessitats energètiques de la nostra societat, assegura que la crema de combustibles fòssils és un disbarat i té la ferma convicció que el sol i el vent s’han d’aprofitar perquè són un regal de la biosfera.

Sans fa una distinció entre energia renovable i energia eficient; és a dir, quines són les fonts primàries (majoritàriament la crema de combustibles fòssils) i quin ús fem de l’energia. Els tres usos finals d’aquesta són: tèrmic mobilitat i elèctric. A partir d’aquests tres usos finals “primer de tot hem de canviar de fòssils a renovables i en segon lloc els hem de fer rendibles, eficients”. En definitiva, “usar l’energia, no abusar-ne” perquè en tots els processos “n’abusem moltíssim, i aquest és un greu problema”.

El canvi és possible, però se n’ha de saber una mica

Sans és molt crític amb les institucions catalanes per la seva política respecte a les renovables. Posa el crit al cel per considerar que Catalunya està “a la cua d’Europa” en aquesta matèria. L’Estat espanyol està entre el 35% i el 40% de potència renovable instal·lada i Catalunya, entre el 8% i el 10%. Aquests percentatges no es comparen amb la potència necessària actualment, sinó amb la potència elèctrica que es requerirà un cop feta la transició energètica.

L’ús final de l’energia que es fa actualment al món és l’ordre de 20 TWa (Terawatts any) “que és energia majoritàriament bruta”. Aquesta energia, si la volem generar a partir del vent (tant a terra com a mar), pot proporcionar 1.000 TWa, “50 vegades l’energia que necessitem”, i el sol només a terra ferma ja ens pot donar de l’ordre de 23.000 TWa, “més de mil vegades l’energia que usem”. És per això que assegura que “de capacitat per generar amb renovables tenim la que volem”. En aquest sentit recorda que fins ara l’única renovable que s’ha utilitzat és la hidràulica “i ens hem carregat les lleres dels rius i els peixos. Amb el que ens donen el sol i el vent podríem aturar les hidràuliques i retornar la vida al riu”.

Energies brutes i baixos rendiments

La generació d’energia amb combustibles fòssils produeix rendiments baixos. Sans posa uns exemples: la generació per usos tèrmics seria la que produeix uns rendiments més alts: entre el 80% i el 90%. Però quan parlem de mobilitat, els percentatges varien a la baixa: el motor d’explosió té un rendiment d’entre el 22% i el 23%; si es compta la conversió del petroli a gasolina el rendiment baixa al 20%, “això vol dir que de cada cinc litres de gasolina que cremem, només un mou el cotxe; és desastrós i ho hem donat per bo durant molts anys”, assegura.

Pel que fa a la generació elèctrica, els sistemes nuclears i les centrals tèrmiques tenen també uns rendiments molt baixos: 22-25%, les centrals de cicle combinat de gas entre un 40% i un 50%. De totes, el rendiment mitjà és de l’ordre del 25%, “o sigui, que de cada quatre parts només n’aprofitem una. Un desastre de primer nivell”. En canvi, diu, si la font primària és renovable, com ara el sol o el vent, “no els consumim, els aprofitem; quina diferència!”. I afegeix que podem partir de la base que el rendiment de la generació amb renovables “és del 100% i és bàsicament elèctric”. Llavors s’ha de convertir en solucions tèrmiques i de mobilitat.

Per a la tèrmica assegura que hi ha “una meravella de la física” que és la bomba de calor “que per cada quilowatt elèctric te’n dona quatre de tèrmics; un rendiment del 400%”. Per a la mobilitat, assegura que el motor elèctric té un rendiment d’entre el 92% i el 94%. “En el transport públic amb catenària amb energia elèctrica neta al motor, és el transport meravellós del futur”, assegura.

El model de càlcul TE21

El model de càlcul que ha ideat Sans preveu una transició progressiva a partir del model energètic actual (fòssils i urani) per arribar a un sistema totalment basat en renovables l’any 2040 o, màxim, el 2050. Partint de consums i costos de fòssils, i fent previsions de futur, es calculen i comparen amb les potències, les superfícies, els costos i les inversions necessàries per fer una transició a un model 100% renovable. L’estudi busca avaluar la viabilitat tècnica, econòmica i territorial de la transició energètica. Sans ha fet més de 200 conferències sobre el tema. Diverses universitats li han demanat col·laboració i l’han consultat també des de molts municipis; també l’anterior govern de la Generalitat liderat per Quim Torra i un grup d’experts de la Comissió Europea.

El model aporta dades del nombre d’habitants, habitants provisionals (en casos de poblacions amb molts estiuejants), superfície del territori, usos industrials, agrícoles i ramaders (amb caps de bestiar estabulats, que consumeixen energia) i factors de correcció (disseminació de població, mobilitat, factor de fred, etc.). Ho fa pel global de Catalunya, per comarques i també per municipis i es podria aplicar arreu, “per Europa, perfecte”, apunta. El model calcula els usos que es fan avui (energies brutes) i la potència necessària per, a partir d’aquí, definir la inversió que caldria en renovables.

Un detall important que té en compte el model és reduir l’ús final de l’energia un 1% anual, “és el mínim que hauríem de fer i no ho estem fent”. Sans assegura que cal millorar l’ús final de l’energia i els rendiments de molts sistemes i aparells: “Qualsevol governant que entengués això tan senzill podria treballar per aturar el sistema actual i aplicar la TE21, però en lloc d’això permeten que se segueixi cremant gas, petroli i carbó”.

Aplicant el model TE21 a Catalunya hem de generar una potència de 60.382 MW. La inversió per fer possible aquesta generació amb renovables és de 62.797 milions d’euros. Comparem-ho amb el que pagarem els catalans d’avui fins l’any 2040 cremant combustibles fòssils és: 674.382 milions d’euros.

Feta la transició energètica a renovables i pagada la inversió necessària, els catalans ens estalviaríem 367.790 milions d’euros. “Això és bestial. Si no fem la transició, aquests diners els guanyaran les empreses de gas, petroli… Aquesta és la raó més important que no es faci la transició energètica.”

Per saber la superfície de territori necessària per fer autoconsum, el model calcula les teulades útils, a les quals s’hi han de sumar les superfícies necessàries per a eòlica i, en menor mesura, per a hidràulica. Catalunya té 3.210.750 ha. Per a la instal·lació de renovables es necessitaria ocupar únicament un 1,73% del territori.

Altres dades que aporta el model per a Catalunya són que la inversió s’amortitzaria en 6,48 anys i es generarien 90.573 llocs de treball. “El model dona bé a totes les comarques excepte al Barcelonès”.

En casos com aquest, el treball també indica si un territori pot ampliar potència per subministrar energia a llocs propers mancats de prou superfície.

Sans alerta de la urgència de fer la transició energètica i reduir cada any un 1% del consum a base d’eficiència i usos adequats, “però en lloc d’això, en els últims anys i des de la fi de la pandèmia estem pujant”, la qual cosa fa que els valors tant de potència com d’inversió i de superfície necessària s’hauran d’incrementar. “Si continuem 35 anys així aquests valors seran el doble. Serem tan rucs de fer-ho així de malament? Pensar és molt útil, però es pensa poc”, sentencia.

Cal un pla de territori per definir les superfícies que es poden utilitzar

Una de les primeres tasques que cal escometre per part de les institucions és, segons Ramon Sans, l’elaboració d’un pla de territori. “Per fer coses, primer s’ha de fer un projecte, no es pot improvisar.” El pla hauria de determinar quins terrenys i en quines comarques són adequats per poder fer la transició energètica: zones ventoses i no ventoses, zones més o menys visibles i tenir en compte els paratges que cal preservar: “No es pot deixar que cada municipi faci el que li sembli”, apunta.

Una tasca probablement complexa si és te en compte l’oposició frontal d’alguns col·lectius ecologistes i també de ciutadans davant projectes de camps eòlics o fotovoltaics. “Jo crec que és per desconeixement o per por”, diu Sans, que apunta la possibilitat que no coneguin els avantatges de la transició energètica “i la bestiesa que estem fent ara”. També ho atribueix al fet que potser estan convençuts que es tracta de projectes de grans empreses “que volen fer grans negocis”, però Sans remarca que “ho podem fer nosaltres, ho podem fer en l’àmbit comarcal, no han de venir grans empreses” perquè la transició energètica “ben feta pot ser distribuïda i participada: distribuïda pel territori, propera als llocs d’ús final i participada per tots nosaltres”.

Potser molts dels col·lectius que s’hi oposen temen que es faci malbé el territori. En aquest sentit, l’enginyer és taxatiu: “Hem de respectar el territori, s’ha d’estudiar bé; si a Catalunya necessitem un 1,73% de la superfície, fem un pla de territori ben fet i no espatllarem res”. Ell tem, per exemple, que si no es posen aerogeneradors a la zona de l’Ebre (un dels espais amb més vent del territori) “generaran energia a l’Aragó, ens posaran línies de Molt Alta Tensió (MAT)” i amb les MAT es farà malbé més de l’1% del territori, “siguem una mica intel·ligents!”, clama.

Els projectes de parcs eòlics i fotovoltaics generen molta controvèrsia

Aquestes MAT a les quals es refereix Sans corresponen a projectes per evacuar energia des dels clústers eòlics de l’Aragó i transportar-la passant per diferents punts de Catalunya. Els projectes han generat molta oposició per considerar que les MAT trinxaran el territori i es transportarà l’electricitat per al seu consum molt lluny de l’indret on es produeix, just el contrari del que preveu una transició energètica ben entesa: la producció a prop de l’ús final.

D’altra banda, el projecte del parc eòlic Tramuntana, a la badia de Roses, preveu la instal·lació de 35 aerogeneradors marins flotants, el més proper dels quals se situarà a 24 quilòmetres de l’interior de la badia de Roses. Tindrà una capacitat de 500 MW d’energia elèctrica renovable i està previst que aporti l’equivalent al 45% de la demanda elèctrica actual de les comarques gironines. Sans veu amb bons ulls el projecte, “és que no hi ha gaire més llocs on faci vent, aprofitem-lo”, i esmenta un parc eòlic a l’estret de Gibraltar, terra endins a sobre la platja de Bolonya: “Són unes terres immenses on alternen pastures, molins i pobles; és preciós”. L’impacte visual d’aerogeneradors i plaques fotovoltaiques genera molta controvèrsia; en aquest aspecte ho té clar: “De fa molts anys hi havia molins. Jo, amb el bé que ens fan, els molins ja els trobo macos i les plaques fotovoltaiques, quan sé el que ens regalen, també les hi trobo”.

A Catalunya es genera bona part de l’electricitat amb nuclears i importa energia de la península i de França. Si a Catalunya “no ens espavilem”, diu Sans, pot ser que en un futur importem energia de l’Aragó o que finalment ens travessi el conducte d’hidrogen verd H2Med que connectarà Barcelona i Marsella anunciat recentment per transportar energia cap a Europa “i no n’aprofitem res”. El conducte, segons ha anunciat el govern espanyol, començarà a funcionar el 2030 i s’espera que sigui capaç de transportar des d’Espanya dos milions de tones d’hidrogen verd a l’any.

L’autoconsum requereix disciplina

Posar plaques fotovoltaiques a casa per fer autoconsum requereix “adaptar-se al sistema amb disciplina”, diu Sans. Una disciplina que moltes persones han hagut de posar en pràctica amb les tarifes elèctriques nocturnes i les franges horàries vall, plana i punta.

En el cas de l’autoconsum, cal observança per utilitzar els aparells consumidors importants a les hores de sol. Però, què passa si programes un electrodomèstic perquè s’engegui a les hores de sol (rentadora, rentaplats…), marxes de casa i aquell dia plou, està núvol o hi ha boira? Hauràs de tibar de la xarxa? “Hi ha uns magnífics detectors solars, senzills, que diuen al sistema si fa sol o no i l’aparell, si no fa sol, no s’engega.”

Consumir energia quan en generem requereix un canvi de rutines

D’altra banda, l’opció de posar bateries domèstiques per emmagatzemar l’energia generada i aprofitar-la en un altre moment no l’aconsella: “Són cares i estan fetes de materials difícils de trobar; no és la solució idònia”.

Que les elèctriques facin de bateries virtuals
La solució que proposa per a l’emmagatzematge d’energia renovable és que les grans companyies elèctriques facin de bateries virtuals instal·lant un sistema de reserva d’energia a base d’hidrogen. Tenint en compte que els usuaris domèstics són consumidors principalment nocturns i els industrials diürns i a més no consumeixen durant el cap de setmana, es podria fer un mix d’usos industrials i domèstics i podrien emmagatzemar suficient energia com perquè la comunitat fos autosuficient, assegura l’enginyer.

El gran repte de l’emmagatzematge

El sol és un “reactor meravellós” que envia a la terra 176.000 TWa dels quals, a terra ferma, en podem aprofitar 23.000 TWa i tot el que consumim són 20 TWa. Però què passa quan no fa sol? “Hem d’emmagatzemar, no hi ha més”, diu Ramon Sans. Una de les solucions que s’està investigant més a fons actualment és l’hidrogen.
L’hidrogen es pot generar amb processos relativament simples com l’electròlisi, segons explica Sans al llibre El col·lapse és evitable (Octaedro, 2014). Mitjançant aquest procés, en aplicar a l’aigua un corrent elèctric continu es produeix la separació dels seus dos components: l’hidrogen i l’oxigen.
En un altre llibre, La darrera oportunitat (Octaedro, 2015), aprofundeix en el funcionament de l’emmagatzematge d’hidrogen, una tecnologia “prometedora”. L’hidrogen un cop extret de l’aigua per electròlisi pot ser comprimit i emmagatzemat i quan les necessitats energètiques ho requereixin, descomprimit i alliberat. Quan s’allibera, explica Sans en el seu llibre, l’hidrogen torna a combinar-se amb l’oxigen i en el procés s’alliberen electrons i aigua i es produeix de nou energia elèctrica.
Sans assegura que és més fàcil obtenir l’hidrogen de l’aigua de mar perquè, en tenir sals, transmet millor l’electricitat. Un quilo d’hidrogen té la capacitat energètica de tres litres de gasolina, “això val la pena tenir-ho molt present, perquè és molta energia”, indica. L’emmagatzematge d’hidrogen és complex perquè cal fer-ho a una pressió molt alta però s’estan trobant solucions amb elements compactes similars a contenidors.

L’energia nuclear de fusió
El passat mes de desembre, científics del laboratori federal Lawrence Livermore als Estats Units van anunciar avenços en el desenvolupament de l’energia nuclear de fusió per generar energia neta i abundant. Sobre aquest tema, Sans diu que “l’energia de fusió és la fusió de l’hidrogen”. Quan s’ajunten nuclis d’hidrogen es genera molta energia però per donar les condicions de fusió a la terra es necessiten temperatures de milions de graus centígrads i unes pressions immenses. “Quan tens temperatures de 1.000 i 2.000 graus tens problemes per trobar materials que els aguantin. Llavors, com pots fer-ho amb un milió de graus?” Diu que s’hauria d’aïllar amb uns corrents magnètics i enviar-hi l’energia tèrmica amb un raig de plasma perquè arribés a aquests milions de graus. Sans no és partidari d’invertir grans quantitats de diners en un projecte com aquest: “Estem bojos o què?”, i afirma que “el sol, i la majoria d’estrelles, són reactors de fusió, però allà tenen unes condicions de temperatura i de pressió que fan que la fusió sigui espontània”.

La captura i l’emmagatzematge de carboni
Una de les possibles solucions que es dona per mitigar els efectes de les emissions de CO2 a l’atmosfera és la captura i l’emmagatzematge de carboni (CCS per les seves sigles en anglès), una tècnica perillosa i contradictòria amb el model d’eficiència i transició energètica. Sans és molt reticent amb aquesta tècnica: “Segueixo cremant i en comptes d’enviar el CO2 a l’atmosfera l’enterro, però l’enterro on? En antigues mines? Per mi és via lliure per seguir igual”. I recorda que Alemanya ha tornat a engegar centrals de carbó arran de la guerra d’Ucraïna afirmant que utilitza tecnologia CCS.

La “meravella” de la bomba de calor

“La bomba de calor és una meravella de la física que per cada kWh elèctric ens en dona quatre de tèrmics”, assegura Sans. Parteix del principi de la nevera: hi ha un compressor a fora, un expansor a dins i un líquid que, a temperatura ambient, en expansionar es converteix en gas i captura calor; per un conducte circular passa a la part exterior on es comprimeix i converteix a líquid, per tant cedeix el calor que havia capturat a dins.

En el cas de la calefacció funciona de manera idèntica. Tenim un expansor a fora de casa que converteix el líquid en gas i captura calor (pot fer-ho amb aero-tèrmia capturant de l’aire o amb geotèrmia capturant del subsòl) i per un conducte circular passa a dins de l’habitatge on un compressor el comprimeix i converteix a líquid i per tant dona calor a l’interior. Si s’inverteix el cicle el sistema funciona com a aire condicionat per a l’estiu. La seva conclusió és clara: la bomba de calor “és una màquina excel·lent per deixar d’usar calderes i de cremar gas i gasoil per a calefacció”.

D’altra banda, la pandèmia primer i la guerra d’Ucraïna després han generat una pujada desbocada dels preus de l’energia; és per això que en el seu model de càlcul Ramon Sans aplica un 60% d’increment del cost de l’energia. Abans de la pujada, el seu model reflectia que a Catalunya amb la TE21 ens estalviàvem 240.000 euros i ara amb la pujada ens n’estalviem 367.000. “L’avantatge que tenim, malgrat tot, és que sempre podrem posar plaques fotovoltaiques i prescindir de les elèctriques.

La mobilitat, elèctrica i provinent de renovables

Actualment el percentatge de transport públic elèctric és petit. Ramon Sans assegura que si la catenària s’alimentés amb renovables tindríem un rendiment de l’ordre del 92%-93%, “no hi ha millor rendiment amb mobilitat”, diu l’enginyer, i, per tant, aposta fermament pel transport públic elèctric. A més, diu que no només pensa en trens sinó que caldria pensar també en els tramvies i recuperar el troleibús, i apunta que veu amb bons ulls la bateria per a autobusos.

D’altra banda, destaca un altre aspecte a tenir en compte: la importància de fer nodes. Per exemple: les estacions de tren haurien de tenir, al seu entendre, “uns aparcaments immensos” i també una xarxa d’autobusos elèctrics alimentats amb renovables “allà mateix”, i assegura que “si ens mentalitzéssim, un 70% o un 80% de la població utilitzaríem el bus”, per exemple.

Sans vaticina que si això es fes realitat “Barcelona deixaria de ser una ciutat de cotxes i passaria a ser una ciutat de persones, que és el que toca en una ciutat”.