Casi 30 años en el camino de la transición energética

Cartif desarrolla soluciones que emplean las tecnologías más punteras de modelado y simulación aplicadas al dimensionado

CARTIF investiga en el uso y aplicación de la tecnología blockchain y los contratos inteligentes

La transición hacia un sistema energético basado en tecnologías renovables es un proceso imparable aliado clave de la lucha contra el cambio climático. El futuro del planeta depende de la manera en la que producimos energía, con efectos muy positivos para la economía global y el desarrollo social, que permitirá a un mayor porcentaje de la población mundial el acceso a este recurso.

Y es algo que el centro tecnológico CARTIF entendió ya hace mucho tiempo. Desde sus comienzos, en 1994 no ha permanecido al margen de esta transformación y ya van casi 30 años de experiencia en la realización de proyectos de I+D+i en el ámbito de las energías renovables, poniendo dicho conocimiento al servicio de las empresas para la mejora de sus procesos y necesidades, y para aumentar sus capacidades competitivas. Su objetivo es ayudar en la transformación del modelo energético actual hacia uno con mayor penetración de renovables, mediante el desarrollo de una nueva generación de sistemas energéticos con alta base tecnológica.

Para ello, CARTIF desarrolla soluciones que emplean las tecnologías más punteras de modelado y simulación aplicadas al dimensionado, así como el desarrollo de gemelos digitales con los que poder evaluar el desempeño de instalaciones energéticas de generación renovable, con los proyectos SUNHORIZON o MINISTOR, de almacenamiento, con los proyectos LIFE NEXUS o TIGON e industria, con el proyecto REEMAIN.

En el ámbito urbano, se ha trabajado con las ciudades para facilitar su transformación hacia entornos más sostenibles con la incorporación de sistemas de energía renovable, como los proyectos R2CITIES, CITYFIED y REMOURBAN, en Valladolid y Laguna de Duero.

En este contexto, el equipo investigador del centro diseña arquitecturas de monitorización de datos, con las que poder adquirir, analizar y establecer indicadores de operaciones de sistemas energéticos facilitando su visualización mediante herramientas como PowerBI® o Thingsboard®, etc. Además, basándose en estos datos, CARTIF aplica tecnologías de predicción, así como técnicas de autoaprendizaje, para conseguir un control óptimo de sistemas de energías renovables y procesos energéticos, como los desarrollados en los proyectos MUSEGRID y GREEN-GRID.

CARTIF investiga en el uso y aplicación de la tecnología blockchain y los contratos inteligentes aportando confiabilidad e inmutabilidad en las gestiones y transacciones económicas/energéticas entre generadores de energía y sus consumidores, como lo que se está llevando a cabo en el proyecto €NERGYCHAIN.

En sus propias instalaciones, CARTIF ha implementado algunas de estas tecnologías, con las que ha podido adquirir un conocimiento añadido, no solo desde el punto de vista teórico, sino también práctico. Entre otras, dispone de instalaciones solares térmicas y fotovoltaicas aplicadas a la climatización solar, geotermia y aerotermia. Todas ellas con niveles elevados de sensores y diseños flexibles para poder probar diferentes configuraciones y estrategias de control. Y, además, de manera reciente, el centro dispone de un banco de ensayos para evaluar paneles solares híbridos, así como de bombas de calor de agua.

Procesos multifuncionales

Además de esta vertiente, parte del equipo investigador de CARTIF trabaja en el despliegue de procesos multifuncionales capaces de aprovechar la gestión sostenible de residuos para la generación de energía renovable. Algunos ejemplos de estos procesos están relacionados con la gestión de la biomasa, como el proyecto BIOSFERA, que combina distintas tecnologías como la gasificación, fermentación y catálisis para obtener combustibles de aplicación en los sectores de aviación y marítimo; o como el proyecto LIFE BIOMASS C+, en el que, gracias a procesos de fermentación avanzada, se obtienen biocombustibles de segunda generación a partir de plantas procedentes de filtros verdes de depuración de agua.

Los residuos del sector ganadero, como purines y estiércoles, también resultan una oportunidad provechosa para la generación de energía. A través de procesos de digestión anaerobia se puede generar biogás (una mezcla de biometano y CO2), que puede ser purificado para separar el biometano (CH4) que puede ser inyectado en red para consumo junto al gas natural; y por otro lado el CO2 se recupera para otro tipo de aplicaciones o para generar nuevos productos químicos a partir de distintas tecnologías. De esta manera el CO2 deja de ser un problema relacionado con el calentamiento global para convertirse en la materia prima para nuevos combustibles y plataforma de compuestos de la industria química.

Un último pilar de la actividad de CARTIF desplegada en el sector de la energía renovable es el hidrógeno, convertido en los últimos años en el nuevo paradigma energético. El centro está llevando a cabo investigaciones sobre el hidrógeno verde, como un vector complementario al eléctrico, que permita transportar y almacenar grandes cantidades de producción de energía renovable. Actualmente, CARTIF trabaja en un pequeño banco de ensayos para evaluar el almacenamiento de excedentes de energía fotovoltaica en entornos de pequeña potencia.

El centro trabaja a su vez en el proyecto ALL-TO-GAS, financiado por la convocatoria nacional de Líneas Estratégicas, combina diferentes tecnologías para lograr, a partir de residuos, generar gases de renovables, fundamentalmente biometano y biohidrógeno, promoviendo su coexistencia en el modelo energético. Sin embargo, el proyecto ECOLOSIÓN, en cooperación con distintas empresas punteras del panorama nacional, se centra en la cadena de valor de hidrógeno y biometano. En el proyecto H2METANO, financiado por los Planes complementarios de Energía e Hidrógeno Renovable, CARTIF despliega sus conocimientos en el desarrollo de catalizadores para la síntesis de metano y amoniaco como vectores energéticos.

La naturaleza autóctona de las fuentes limpias o renovables implica ventajas diferenciales desde distintas perspectivas que las hace únicas y son el elemento principal de un sistema energético sostenible que permita el desarrollo del presente sin comprometer el de las generaciones del futuro. CARTIF está aquí para llevar a cabo esta transición.