La descarbonización de todas las actividades humanas tan pronto como sea posible es un paso imprescindible si se espera que las próximas generaciones puedan disfrutar de un planeta en buen estado de conservación. Es por ello que cada poco tiempo surgen innovaciones para descarbonizar.
El informe ‘Fit for net-zero: 55 tech quest to accelerate Europe’s recovery and pave the way to climate neutrality’ aborda esta búsqueda de tecnología y procesos para la neutralidad climática (descarbonización total). Lo hace a través de 55 puntos en las áreas de energía, industria, edificación, transporte, y comida y uso del suelo. Os presentamos algunos a continuación y os dejamos entre corchetes el número de proyecto asignado en el informe por si queréis ampliar información.
Agricultura y ganadería: usar el suelo de forma racional
Uno de los mayores emisores de gases de efecto invernadero es la agricultura, en buena medida orientada a la ganadería. Al respecto de esta, se plantea el reto de ser capaces de capturar el metano y otros gases emitidos por el ganado [54], uno de los mayores emisores globales.
Invertir en agricultura 4.0 [51] de precisión (control satelital, IoT y robótica, inteligencia artificial o digitalización del cultivo) se vuelve necesario. También lo hace el producir fertilizantes microbianos optimizados para determinados cultivos [52].
Según el informe, es preciso evitar productos animales convencionales y producir otro tipo de proteínas [55]. Por ejemplo, masificar la producción y consumo de proteínas de insectos [53] para aliviar el cultivo para ganadería (muy poco eficiente y muy contaminante).
La energía para la descarbonización
La generación eléctrica renovable es imprescindible, pero adolece de intermitencia (disponibilidad irregular). Algunos de los proyectos que destaca el informe en esta materia es la manufactura de placas solares de perovskita a escala de gigafactoría [1] con el objetivo de reducir los costes de fabricación y mejorar su eficiencia, seguido del aumento de la generación eléctrica al contar con placas bifaciales [2].
Con respecto a la obtención de energía del viento, es necesario poner en marcha la generación eólica offshore flotante a gran escala [3], mucho más eficiente que la terrestre. Si se combinan las suficientes tecnologías de generación limpia, como la solar de concentración (CSP) [6] será posible una disponibilidad 24/7.
Y, para cuando esto sea inviable, será imprescindible usar el excedente de energía de estos sistemas para producir hidrógeno limpio [4] (el actual es bastante sucio), que se puede almacenar. El almacenamiento de energía, ya sea con baterías [8] como mediante estaciones de bombeo reversibles [7] va a ser clave para poder aprovechar el excedente eléctrico renovable.
También hará falta digitalizar la producción a través de redes inteligentes [9], así como reformar estas redes a la intermitencia renovable [10]. Esta reforma de la infraestructura actual también se dará en las redes de gas, que pasarán a transportar biometano, H2 y CO2 [11]. Estandarizar el biocombustible y centralizar sus procesos reducirá su coste [5].
Este tipo de reforma de la infraestructura también llegará a las ciudades, donde se requieren grandes redes de enfriadoras y calentadoras por distritos [12], lo que reducirá el impacto de energía per cápita aún más. Habrá que combinarlo con capturadoras de CO2 a gran escala para limpiar la atmósfera [13].
La movilidad, altamente contaminante
El tren y autobús eléctrico son dos movilidades motorizadas de bajo impacto. El resto necesita ser replanteado, con foco en el coche térmico particular y el avión. Es en esta última movilidad en la que se están considerando nuevos combustibles para minimizar el impacto [33], aunque no parecen la panacea.
Exactamente lo mismo ocurre con la movilidad marítima [34], en la que se empiezan a usar combustibles derivados de otras industrias para reducir el impacto. Una de las soluciones se basa en el uso de amoníaco como combustible [35] aunque habría que generarlo de forma limpia (renovables) dado que actualmente es un combustible sucio.
Diseñar y construir una red mundial de amoníaco verde [36] parece un punto clave a la hora de usar este combustible, que competirá con las células de hidrógeno verde [37] para determinados tipos de transporte, como los camiones [38], una industria que a su vez tendrá que diseñar motores que trabajen con dicho elemento [39].
El hidrógeno también debería llegar pronto a la movilidad urbana e interurbana [40], que con frecuencia usa combustibles fósiles para operar. En algunos países ya hay autobuses y camiones eléctricos, pero se necesita que toda esta industria se electrifique [41] o use hidrógeno verde cuanto antes.
Esta electrificación exige, igualmente, una infraestructura en puertos de carga pública y privada [42, 43] que aún no existe. De cara al futuro, se consideran también medios inalámbricos de carga [44] (poco eficientes, pero muy útiles) y una industria de baterías europea [45] completamente circular [46], en la que se mejore de forma notable la capacidad energética [47].
Se prevé que todos estos cambios vengan acompañados de una intermodalidad digitalizada [48] que permita al viajero elegir el modo de transporte más conveniente y, en el futuro, contará con la presencia de una movilidad autónoma [49] que aún no existe.
Transformar la industria desde la innovación
La industria es una de esas actividades humanas con mayor impacto en el medioambiente por sus emisiones. Para reducirlas, va a ser indispensable un cambio importante en los materiales de construcción [15], reduciendo el uso de cemento Portland [16] (excepcionalmente contaminante) o industrializando la captura de CO2 emitido en las plantas cementeras [17].
Una de las industrias con más impacto en la emisión de gases de efecto invernadero es la acerera. Sus procesos electrointensivos liberan enormes cantidades de CO2 y otros gases. Como alternativa, se plantea reconvertir esta industria para que pueda usar tecnologías limpias como el hidrógeno de origen renovable en lugar de combustibles fósiles [18, 19].
Esto obliga a fabricar y almacenar el propio hidrógeno limpio cerca de las refinerías [21]. Y, en aquellos procesos en los que los combustibles sean imprescindibles (por la fijación química del carbono en el hierro para producir acero), reutilizar gases [22] (lo que lleva a una “simbiosis” de infraestructuras de residuos y generación energética [23]) o a incluir capturadoras de CO2 [20].
Además de todos estos puntos, será necesario replantear el grueso de las actividades con el objetivo de mejorar la eficiencia energética de todas las plantas europeas [24], así como reducir de forma considerable el uso de refrigerantes convencionales [25].
Pero no todo es acero, metales o materiales para fabricación. El actual uso de plásticos en la industria es del todo inasumible. Diseñar tecnología para aumentar la circularidad, el reciclaje y, sobre todo, la reducción de plásticos [26] es hoy en día un objetivo innegable.
Nuevas formas de construir
La construcción de viviendas genera un importante impacto ambiental, especialmente cuando estas son unifamiliares. Es por ello que hace falta una nueva concepción de la edificación. Una que incluya generación fotoeléctrica distribuida con paneles solares [28] para residencial y que use herramientas digitales de construcción [30], como pueda ser BIM.
Esta forma de construir aumenta la durabilidad de los inmuebles y su calidad, además de favorecer un menor consumo [32] de cara al futuro. En este sentido, es imperativo el uso generalizado de climatizadoras eléctricas [31] para dejar de lado calderas de gas o similares. Empezando por los edificios públicos, que deben dar ejemplo en eficiencia eléctrica [29].
Aún se está a tiempo de realizar una inversión masiva en tecnología para transformar todas estas industrias sin afectar a los hábitos de la población. Pero si se espera demasiado, ninguna de estas acciones serán asequibles.
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