Fundación COTEC

La tecnología de la energía en la generación de

electricidad

Enero, 2003

Coordinador Técnico: José M. Martínez-ValCatedrático, E.T.S.I.Industriales

Universidad Politécnica de Madrid

ANEXOS TÉCNICOS

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Anexos Técnicos

Estos anexos técnicos apoyan, complementan y justifican las consideraciones

tecnológicas expuestas en el Informe Central de este Estudio, ahondando hasta el grado de

especialización pertinente. Esta especialización puede no ser igualmente asequible para todos

los lectores, pero se ha hecho un esfuerzo notorio por poner de manifiesto en cada caso lo más

significativo de cada tecnología de cara a la evaluación de su potencial energético. Aunque

vivimos en un ámbito cultural donde la importancia de la tecnología está teóricamente asumida

por todos, y muy particularmente por los agentes más señalados de la actividad socioeconómica,

no por ello deja de ser necesaria una permanente atención a la tecnología en sus diversas

facetas, con espíritu crítico, rigor científico y perspectiva de aplicación.

Uno de los sectores industriales con mayor incidencia de la tecnología es el eléctrico, y

ello es verdad a escala histórica, así como en el momento actual y en los planteamientos de

futuro. La relativa escasez de algunos combustibles, la incidencia medioambiental de diversos

usos energéticos y las crecientes necesidades de energía, particularmente eléctrica, hacen cada

vez más crucial el papel de la tecnología.

El conjunto de fuentes energéticas y fenómenos físicos de trasformación y aplicación de

la energía es limitado, y su explotación requiere la puesta en marcha de una variedad de

tecnologías que resultan imprescindibles para mantener nuestro modus vivendi.

En el análisis de cada familia tecnológica son varios los factores a tener en cuenta como,

por ejemplo, su estado del arte, la madurez industrial alcanzada en nuestro país en cada caso, la

potencialidad de desarrollo de nuevas opciones y las barreras que limitan su despliegue efectivo.

A estos factores se intenta atender en los anexos de este Estudio. En algunos casos se ha de

retrotraer el análisis hasta el punto de origen de la fuente energética, o hasta el valor del

rendimiento-y su explicación- que condiciona una determinada conversión. Lógicamente el

objetivo es más amplio, para intentar aquilatar las capacidades tecnológicas que en cada

subsector están o podrían estar disponibles para contribuir a la generación de electricidad.

Desde las primeras páginas de este Estudio se puso de manifiesto la existencia de lo

que podría llamarse una triple crisis en el sector eléctrico: la legal o de liberalización; la de las

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ideas-fuerza que animan actualmente el desarrollo económico, y particularmente el eléctrico; y la

tecnológica, pues a finales del siglo pasado se produjo el advenimiento de nuevas tecnologías,

como la eólica, junto a cierta obsolescencia de algunos modos clásicos, en cuyas familias, sin

embargo, aparecieron magníficas tecnologías emergentes, como la Gasificación Integrada del

Carbón con Ciclo Combinado o las Centrales Nucleares Avanzadas. A más largo plazo se

detectan nuevos retos, como la Fusión Nuclear o la Energía Solar.

En todo ello jugará un papel esencial la Investigación y el Desarrollo Tecnológico, a

veces en despliegue de nivel internacional, como es el caso del ITER, y en otras ocasiones

fomentando iniciativas de corte más doméstico, aunque nunca se puede olvidar nuestra

pertenencia a la Unión Europea y nuestra obligación de participar en sus tareas de I+DT, desde

su definición hasta la explotación de los resultados.

En este nivel doméstico existe un campo vastísimo de posibilidades, particularmente en

las energías renovables, y de modo señalado en la biomasa, la solar fotovoltaica y la solar

heliotérmica. Quizá lo más crítico en estos desafíos sea fomentar y conseguir un cambio

sustancial en la manera de concebir, estructurar, y desarrollar las tareas de I+DT, para llegar

verdaderamente a la creación de conocimiento tecnológico y a su aplicabilidad.

El establecimiento de líneas-guía, convenientemente debatidas y contrastadas por los

agentes de la I+DT, desde la base científica a la praxis empresarial, habría de complementarse

con proyectos de calado suficiente, orientados a un fín práctico, con masa crítica para todas las

fases del proceso, y con incentivos para amalgamar la unión de todas las partes interesadas, a

menudo divergentes en cuanto a intereses y métodos de trabajo.

Proyectos de tal envergadura, multidisciplinares, y exigentes en cuanto al fín buscado,

quizá no sean tan utópicos como algunos piensan, aunque procedamos de un sistema ciencia-

tecnología-industria totalmente atomizado en el que, con notorio éxito, se ha ido incentivando la

producción científica de base, pero la vertebración de la verdadera I+DT está aún por realizar.

A mero título de ejemplo y no necesariamente como línea prioritaria, podría citarse la

gasificación de la biomasa como proyecto emblemático que podría dinamizar a un sector

significativo de la I+DT energética. El objetivo sería el desarrollo de gasificadores versátiles y

robustos, de potencia moderada (en el orden de 1 MW) y de motores de explosión fiables y de

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bajo mantenimiento, que dieran origen a una producción de múltiples unidades con lo que podría

establecerse un auténtico ciclo de negocio tecnológico que aprovechara la economía de escala

de unos prototipos bien desarrollados a nivel de I+D, y explotados posteriormente a nivel

industrial.

En la perspectiva de las nuevas ideas fuerza que dominan el desarrollo socioeconómico,

se están introduciendo incluso valores objetivos a alcanzar en plazos relativamente cortos (año

2010) sin tener suficientemente en cuenta las dificultades tecnológicas que tales objetivos

comportan, sobre todo en la generación de energía eléctrica. La tecnología será la clave esencial

en hacer realidad cualquier idea, y en esa tarea se encontrarán desafíos que a la vez constituyen

oportunidades para explotar más limpia y eficientemente la naturaleza física. Estos Anexos

también pretenden contribuir, modestamente, a la mejor comprensión de las posibilidades y

limitaciones de los recursos energéticos disponibles.

Agradecimientos

Para la ilustración de las tecnologías descritas, se ha hecho uso de información de carácter

público dada por organismos y empresas, a los que se agradece la disponibilidad de estas

informaciones. Estas ilustraciones no pueden considerarse como indicativas a efectos

comerciales. En estos Anexos tienen una función exclusivamente explicativa

Autores

José Mª Martínez-Val, Ponente Coordinador

Angel Alonso, Dpto. Ing. Eléctrica, ETSII, UPM (Anexo II)

Francisco Castro Martín, Dpto. Ing. Energética y Fluidomecánica, ETSII, UPM (Anexo VII)

Antonio Crespo, Dpto. Ing. Energética y Fluidomecánica, ETSII, UPM (Anexo IX)

Luis Fernández Beítes, Dpto. Ing. Eléctrica, ETSII, UPM (Anexo II)

José Antonio Fernández Benítez, Dpto. Ing. Energética y Fluidomecánica, ETSII, UPM (Anexos

III, IV, V)

R. Gómez Elvira, CNE (Anexo IX)

Juan Manuel González, Dpto. Ing. Energética y Fluidomecánica, ETSII, UPM (Coordinación)

Pablo T. León, Dpto. Ing. Energética y Fluidomecánica, ETSII, UPM (Anexos VIII, XII,

Coordinación)

Fernando Manuel, Dpto. Ing. Energética y Fluidomecánica, ETSII, UPM (Anexo VII)

Emilio Migoya, Dpto. Ing. Energética y Fluidomecánica, ETSII, UPM (Anexo IX)

Mª Teresa Parra, Universidad de Valladolid (Anexo VII)

Mireia Piera, ETSII, UNED (Anexo VI, X, XI)

ANEXOS TÉCNICOS

INDICE GENERAL

I. Sector eléctrico. Situación actual y perspectivasII. La Tecnología de la ElectricidadIII. Centrales de CarbónIV. Centrales de FuelóleoV. Centrales de GasVI. Energía NuclearVII. Energía HidroeléctricaVIII. Cogeneración y Generación DistribuidaIX. Energía EólicaX. BiomasaXI. Energía SolarXII. Vectores Energéticos y Pilas de Combustible

Madrid, Enero, 2003