La degradació de l´energia
[flv:http://diobma.udg.edu/bitstream/10256.1/1774/1/1774.flv 540 320]
Fa un parell de setmanes es van celebrar a l’escola politècnica de la UdG les terceres jornades sobre energia. Les jornades les organitza la càtedra de Processos industrials sostenibles que dirigeix el professor Àngel López. La càtedra organitza cursos sobre dessalació amb osmosi inversa, generació i distribució d’aire comprimit, gestió informatitzada de manteniment, energies del futur, aïllament tèrmic a la indústria, i tractament de dades en processos químics, biològics i ambientals. A més d’aquests cursos, la càtedra ha fet nombroses conferències i xerrades a professors d’institut i a estudiants de batxillerat. L’objectiu és la difusió de tècniques i principis que permetien a la indústria ser sostenible en el futur. Amb el mateix caire cada any ha organitzat unes jornades sobre l’energia. Enguany era el tercer i el tema era l’estalvi energètic a la indústria, a la vivenda i al transport.
En síntesi es tractava de fer veure que l’energia és un bé delicat, del qual sabem que ni es crea ni es destrueix, que només es transforma. Per exemple, quan turbinem aigua del pantà de Susqueda transformem el salt d’aigua (la seva energia potencial) en electricitat, una transformació que té un rendiment del 90%.
El problema és que l’energia, cada vegada que es transforma, es degrada de forma tal que sovint l’energia resultant de la degradació no es pot aprofitar o bé és molt difícil fer-ho. Per exemple, quan es frena en un cotxe es transforma l’energia cinètica, que té per la velocitat, en calor en els ferodes i discos dels frens. Òbviament la calor dels frens no és aprofitable… a menys que el cotxe sigui híbrid i en lloc de frenar amb frens ho faci amb un generador elèctric i emmagatzemi l’energia obtinguda en una bateria. És el que fa el meu Prius des de fa 6 anys i 240.000 km.
Per tant és obligació de qualsevol enginyer dissenyar projectes que tinguin en compte la degradació de l’energia. Ha de tenir present que l’estalvi i l’eficiència han de ser els primers objectius a assolir, sabent que la millor energia és la que no es necessita, la negaenergia. Si no fa falta ?energia és ben sobrer capficar-se sobre si és renovable o no.
No és fàcil reduir el consum energètic en un procés industrial. Primer es requereix conèixer amb precisió el procés. Després cal estudiar si les tecnologies disponibles permeten la seva aplicació. Amb els coneixements actuals hi ha tècniques que esdevenen un clàssic, com els aïllaments, la variació de velocitat en les màquines centrífugues, el control precís de paràmetres fent-lo intel·ligent, i la cogeneració.
No és fàcil captar amb facilitat la necessitat de la cogeneració. Per entendre-ho cal conèixer les dificultats per obtenir l’electricitat. Hem comentat més amunt que es pot generar electricitat a partir de l’aigua amb rendiments del 90%. El problema és que no hi ha prou salts ni aigua per produir tota l’electricitat que necessitem. Llavors hem de recórrer al vent i al sol amb les limitacions meteorològiques corresponents. Finalment hem de recórrer a la combustió d’energies fòssils i a l’energia nuclear. Totes aquestes tecnologies tenen rendiments baixos.
El més alt és el del cicle combinat amb gas natural, que té un rendiment del 55%. Totes les altres formes de combustió fòssil i la generació nuclear tenen rendiments del 35%. Per tant ja es veu que malbaratar electricitat és molt car. A Espanya, a l’any 2008, generar electricitat va costar una mitjana del 40,9% (un 38,2% l’any 2007), cosa que vol dir que per cada kWh que consumim necessitem posar-hi 2,45 kWh en forma d’energia primària. Aquest fet determina que és molt important estalviar, però també ho és afavorir la producció elèctrica amb el millor rendiment possible. És aquí on entra la cogeneració. En efecte, la cogeneració és una activitat que genera calor i electricitat al mateix temps, aprofita el fet de necessitar calor per produir prèviament electricitat. L’aprofitament del calor de degradació de la producció d’electricitat és de gran valor. El calor és la part degradada de la generació elèctrica, és la part menys noble de la transformació de l’energia. El seu aprofitament eleva el conjunt de la transformació de forma important.
Sovint no és fàcil recuperar calor residual. L’energia de l’aire d’una habitació a 21ºC no la podem recuperar de forma fàcil. En canvi és relativament senzill recuperar l’energia dels fums que hi ha a la sortida d’una turbina o d’un motor de gas. Així, els fums a 400 o 500ºC d’una màquina de combustió interna permeten generar vapor d’aigua si els fem passar per una caldera. A la seva sortida els fums poden tenir una temperatura de 150ºC i encara podem generar vapor a baixa pressió o aigua calenta aprofitant l’energia dels fums per deixar-los finalment a una temperatura de 120ºC. D’aquesta forma el rendiment d’una central de cogeneració pot tenir equivalències del 86%, essent una activitat bona per a l’usuari i per la col·lectivitat, en necessitar importar menys energia de l’exterior.
La jornada la va concloure en Pere Macias, diputat per Convergència al Parlament de Madrid i membre de la comissió d’energia. Va explicar els detalls de la negociació sobre el nou decret d’energia elèctrica, insistint en el problema del dèficit tarifari elèctric i en la manca de valor del govern per resoldre un problema greu que ens afectarà en els propers anys.
Aquestes terceres jornades d’energia poden ser les darreres perquè el director de la càtedra s’ha jubilat com a professor de la UdG, no sabent si podrà continuar amb la càtedra o no. Seria un desastre acabar així, de sobte, una dinàmica que tot just es va engegar fa tres anys i a la qual els alumnes han respost amb total interès. La sala era plena a vessar.