El consumo de energía es necesariopara cualquier actividad humana.
El desarrollo de la humanidad ha estadototalmente condicionado por ladisponibilidad de energía, de modo quela explosión demográfica del último siglosólo ha sido posible gracias a que eldesarrollo tecnológico ha permitido el fácil acceso de grandes cantidades de energía en forma de combustiblesfósiles y fisionables.
Los países en los que mayor es laexpectativa de vida son aquellos quetienen un mayor consumo energéticopor habitante. Por tanto, cualquierprograma de desarrollo social que seimplemente para hacer avanzar a lospaíses menos desarrollados pasaráinexcusablemente por incrementar suconsumo energético. No obstante, estaespiral de crecimiento demográfico-aumento del consumo energético no es sostenible con el actual sistemaenergético por dos motivos:
1. Los recursos fósiles y/ofisionables en los que se basanuestro actualconsumo son limitados.
2. Incluso antes de suagotamiento, habrá derestringirse su uso para mitigarel impacto medioambientalderivado de su utilización.
En este escenario, se hace necesarioreducir la intensidad energética de laeconomía, aumentando la eficiencia en eluso de la energía, y a largo plazo, sustituirlas energías de origen fósil, no renovables,por las de origen renovable. No obstante,este proceso es muy complejo y deberáhacerse de modo que la economíamundial y los sistemas sociales quesustenta no se vean afectados porincrementos inaceptables en los costosenergéticos. Por otra parte, deberá hacerseteniendo en cuenta las peculiaridades de las energías renovables en cuanto a fluctuación y falta de predicción en el suministro. Por todo ello, todas lasprevisiones apuntan a que durante la primera mitad de este siglo, la cestaenergética a nivel mundial seguirá estandoconstituida principalmente por energíasde origen fósil, si bien se introduciránnuevas tecnologías de uso limpio dirigidasa reducir las emisiones de CO2.
En cuanto a las energías renovables, iránaumentando su cuota de participación,si bien debe mejorarse la eficiencia delaprovechamiento del recurso y de sualmacenamiento, al objeto de reducircostos y asegurar la estabilidad en elsuministro. Merece mención especial el desarrollo del hidrógeno como nuevovector energético para sustituir a los derivados del petróleo en el sectortransporte y la sustitución de losgeneradores basados en principios termo-mecánicos por los basados en principios electroquímicos, las
Energía
Autobús movido por pila PEM + hidrógeno.
ARRIBA: Fibra de carbono. (Foto: INCAR)ABAJO: Electrocatalizadores soportados sobreNanofibras de Grafito. Estos nuevos materialesservirán para producir pilas de combustible yelectrolizadores más eficientes. (Foto: ICB)
Mtoe25.000
20.000
15.000
10.000
5.000
01990 2003 2030 2050
Renovables
Hidráulica
Nuclear
Carbón
Petróleo
Gas Natural
Mtoe: Millones de toneladas equivalentes de petróleo
Fuente: International Energy Outlook 2006. Doe/EIA 0484
Consumos energéticos mundiales Situación actual
Petróleo 37%
Renovables 6%
Nuclear 6%
Carbón 27%
Gas Natural 24%
Consumos energéticos mundiales
denominadas pilas de combustible. Eneste campo existen todavía importantesretos tecnológicos por resolver, tanto enla producción de hidrógeno sin que elloconlleve la emisión de CO2, como en sualmacenamiento.
El CSIC mantiene actualmente gruposactivos en líneas de investigación quepretenden dar respuesta a los retoscientíficos y tecnológicos mencionados. Lamayor parte de estos grupos se encuentranen las áreas de Ciencia y Tecnología deMateriales y de Ciencias y TecnologíasQuímicas y con menor incidencia en las deCiencias y Tecnologías Físicas y RecursosNaturales. En todas las líneas se prestaespecial atención a la reducción delimpacto ambiental. En particular, se estáinvestigando en nuevos procesos para lareducción de las emisiones CO2 eninstalaciones ya existentes y en nuevastecnologías que faciliten su captura yposterior almacenamiento. En el campodel hidrógeno y las pilas de combustible, el CSIC mantiene una gran actividad.Prueba de ello es la existencia de la Red de Hidrógeno y Pilas de Combustible delCSIC que agrupa a un gran número de investigadores de diversas áreas. Engeneral, los grupos que trabajan en loscampos relacionados con el eje ENERGÍAson muy competitivos y tienen una buenavisibilidad a nivel europeo.
EDGAZ
ELCOGAS
EMBEGA
ENDESA
ESCAN
EVN
EXXON
ENEL
FAGOR
Gas Natural
Grupo Antolín
Grupo Hunosa
Hynergreen
INJUSA
E&MCombustiónACCIONA
Agropirineos
AIRBUS
AJUSA
AMES
Bioecom
Cabot
CARBOGEN
CEGASA
CESA
COPRECI
Duro Felguera
EADS CASA
Alstom PowerBoilers
BritishPetroleum
Biogas FuelCell, S.A.
Bosch SiemensGroup
EMPRESAS QUE COLABORAN EN EL EJE ENERGÍA
Carburosmetálicos
OBJETIVOSLos objetivos del eje ENERGÍA delCSIC son los siguientes:
1. Aumentar la eficacia en el uso de laenergía
2. Reducir el impacto ambientalderivado del uso de los combustiblesfósiles
3. Promover la producción del vectorhidrógeno y su uso en pilas decombustible
EDGAZ
Cursos de Doctorado● Tecnologías de control, minimización
y medición de emisionescontaminantes en procesos termo-energéticos. Universidad de Oviedo
● Programa de DoctoradoInteruniversitario “Electroquímica.Ciencia y Tecnología”
● Tecnología, diversificación, calidad y ahorro energético. Universidad de Oviedo
● Reducción de emisionesContaminantes. Universidad de Zaragoza
● Gestión y aprovechamiento de residuos. Universidad de Zaragoza
Masters y Postgrados● Tecnologías de mínimo impacto
ambiental en la utilización del carbón.Universidad de Concepción (Chile)
● Materiales para la conversión y elalmacenamiento de energía.Universidad Autónoma de NuevoLeón, México
● Energías renovables. UniversidadInternacional Menéndez-Pelayo
● Caracterización físico-química de lasuperficie de sólidos. Organizado porel Grupo Especializado de Adsorciónde la RSEQ y RSEF
● Pilas de combustible ysupercondensadores. Organizado porla Red de Pilas de Combustible yBaterías Avanzadas CSIC-Universidad
● Química sostenible. Interuniversitario. ● Materiales para la energía
y el medio-ambiente● Energías renovables. Organizado por
CIRCE. Universidad de Zaragoza● Hidrógeno y pilas de combustible.
Organizado por CIRCE. Universidad de Zaragoza
● Energía limpia: +H2-CO2. Organizadopor CSIC
MASTERS Y CURSOS DE POSTGRADO
Línea Estratégica: EXPERTIA
ACTUACIONES INCLUIDAS EN EL EJE ENERGÍA
ARRIBA: Supercondensadores o condensadoreselectroquímicos. (Foto: CSIC)
MAST
PERSAN
PETROBRAS
REPSOL-YPF
SHELL
SENER
SOLUZIONA
Stora Enso
Tioxide Europe
UNIÓN FENOSA
RWE
VATTENFALL
Victory S.R.O.
ZIGOR
Public PowerCorporation
Vallés y BagésAsociados
VALLÉS Y BAGÉS ASOCIADOS
EMPRESAS QUE COLABORAN...
PalwasteRecycling S.L.
TIOXIDE EUROPE
PALWASTE RECYCLING
Dentro del Eje ENERGÍA se prevén dosactuaciones:● Instituto de Tecnologías
de Combustión Limpia de El Bierzo(León), en colaboración con otrosOPIs, la Universidad de León y la Comunidad Autónoma de Castillay León
● Centro de Pilas de Combustible.(Puertollano, Ciudad Real). Plantapiloto para el desarrollo de pilas de combustible en colaboración conla Universidad y la ComunidadAutónoma de Castilla-La Mancha
El Eje ENERGÍA participa activamente en los actos organizados con ocasión de la Semana de la Ciencia del CSIC y en la edición y difusión de publicaciones multimedia
CREACIÓN DE CENTROS/INSTITUTOS Y UNIDADES
DE INVESTIGACIÓN
Línea Estratégica: RETÍCULA
INFORMACIÓN YDIVULGACIÓN
Línea Estratégica: DIVULGA y OBSERVA
● Investigaciones en el Eje ENERGÍAserán prioritarias en el programa de Proyectos Intramurales de Fronteradentro de la acción INTERSECTA del Plan de Actuación del CSIC
La interacción del CSIC con el sectorproductivo dentro del Eje ENERGÍA, se materializa en:● Numerosas patentes● La participación en varios consorcios
CENIT (CENIT CO2, CENIT Biodiesel,SPHERA)
● Agrupaciones de interés económico(MATGAS 2000 y el Centro de Referencia en MaterialesAvanzados para la Energía-CerMae, de la Generalitat de Catalunya)
● Contratos específicos de investigacióncon empresas
La investigación en energía requiere de la coordinación entre investigadores y centros de diversos campos deactividad, así como una aproximaciónmultinacional a las soluciones. Lasinvestigaciones dentro del Eje ENERGÍA se encuadran en diversas redesinternacionales de excelencia como:● CO2 NET● European Technology Platform on Zero
Emisión Fossil Fuel Power Plants● FAME (Functional Advanced Materials
and their Engineering)● NANOSPAIN● Panel Internacional para el Cambio
Climático● IPCC● Plataforma Española del CO2
● Plataforma Española del Hidrógeno y las Pilas de Combustible
● Plataforma Española de la Biomasa ● Red Temática Iberoamericana CYTED ● Red de Excelencia IDECAT ● Red de Excelencia TOPCOMBI ● Red Tecnológica MEDAN-21
PROYECTOS DEINVESTIGACIÓN
FOCALIZADA
Línea Estratégica: FRONTERA
VALORIZACIÓN
Línea Estratégica: TRANSFER
REDES DE COORDINACIÓN
Línea Estratégica: OBSERVA y HORIZONTES
LÍNEAS DE ACTIVIDAD CSIC DEL EJE ENERGÍA1. Procesos y materiales para la captura de CO2
2. Separación y limpieza de gases3. Refino y mejora de combustibles líquidos4. Procesos GTL y BTL5. Producción y almacenamiento de hidrógeno6. Almacenamiento de energía eléctrica7. Pilas de combustible PEM8. Pilas de combustible SOFC 9. Conversión de la energía solar en vectores energéticos
10. Reciclado y aprovechamiento de residuos y subproductos industriales
11. Materiales y diseños bioclimáticos para la construcción
Apilamiento de células de combustiblepoliméricas. Se están desarrollandonuevos materiales para componentesde pilas de combustible yelectrolizadores poliméricos: placasbipolares, electrodos y membranas.(Foto: CSIC)
ACTUACIONES INCLUIDAS EN EL EJE ENERGÍA
ARRIBA: Instalación de combustión concaptura de CO2 mediante “ChemicalLooping”. ABAJO: Placa bipolar, fabricada por el CSIC.(Fotos: CSIC)
● GRUPOS CSIC1. Madrid
Instituto de Ciencias de Materiales de Madrid (ICMM)Instituto de Catálisis y Petróleoquímica (ICP)Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP)Instituto de Cerámica y Vidrio(ICV)Instituto de Física Aplicada (IFA)
2. BarcelonaInstituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera (ICTJA)Instituto de Robótica e Informática Industrial (IRII)
3. ZaragozaInstituto de Carboquímica (ICB)Instituto de Ciencias de Materiales de Aragón (ICMA)Laboratorio de Investigación en Tecnología de la Combustión (LITEC)
4. GranadaInstituto de Automática Industrial (IAI)
5. SevillaInstituto de Ciencias de Materiales de Sevilla (ICMS)
6. AsturiasInstituto Nacional del Carbón(INCAR)
7. ValenciaInstituto de Tecnología Química (ITQ)
● GRUPOS EXTERNOS8. Alicante
Universidad de Alicante9. Barcelona
Universidad de BarcelonaUniversidad Politécnica de Cataluña
10. MadridUniversidad Complutense de MadridUniversidad Politécnica de Madrid
11. C. ManchaUniversidad de Castilla-La Mancha
12. GranadaUniversidad de Granada
13. MálagaUniversidad de Málaga
14. AsturiasUniversidad de Oviedo
15. País VascoUniversidad del País Vasco
16. NavarraUniversidad Pública de Navarra
17. SevillaUniversidad de Sevilla
18. ZaragozaUniversidad de Zaragoza
19. Las PalmasUniversidad de Las Palmas
20. TenerifeUniversidad de la Laguna
● CENTROS TECNOLÓGICOS21. Sevilla
AICIA22. Aragón
Fundación para el Desarrollo de las Tecnologíasdel Hidrógeno en Aragón CIRCE
23. MadridCIEMAT
24. País VascoCIDETECINASMETTEKNIKER
25. BarcelonaMATGAS
MAPA DE ESPAÑA DEL EJE ENERGÍA
24
2225
1415
16
6
92
23101
21175
183
124
8
13
2019
711
Instalación de producción dehidrógeno mediante reformado de hidrocarburos. (Foto: CSIC)
Gráfico de antracita. (Foto: INCAR)
Composites. (Foto: INCAR)
ARRIBA: Supercondensadores ocondensadores electroquímicos. (Foto: CSIC)
● UNIVERSIDADES1. Reino Unido
Universidad de NottinghamImperial College, LondresUniversity of Cranfield
2. BélgicaUniversity Mons-HainautUniversity of Ghent
3. AlemaniaTechnical University of Munich
Universidad de StuttgartFritz Haber Institut der MaxPlank gesellschaft. BerlinJulich ForschungszentrumEST- University of Darms-tadt
4. BulgariaAcademia de Ciencias deBulgaria
5. FranciaUniversidad de EstrasburgoUniversité de PoitiersUniversidad de CaenUniversite d'Angers
6. PortugalUniversidad de Oporto
7. SueciaChalmers University of Technology. Goteborg
8. AustriaInstitute of Chemical Engineering. Viena
9. SuizaETH Zurich
10. ItaliaPolitecnico di Milano
11. NoruegaUniversidad Noruega deCiencia y Tecnología. Trondheim
12. IrlandaUniversity of Limerick
13. PoloniaPolish Academy of ScienceLodz University
14. HolandaDelft Technical University
15. ColombiaUniversidad de Antioquia
● CENTROS TECNOLÓGICOS16. Canadá
CANMET17. Holanda
KEMA18. Grecia
CERTH/ ISFTA19. Suecia
KTH20. Portugal
INETI21. Suiza
PSI22: Italia
CNR- ITAE23. Francia
Saint-Gobain Centre deRecherches et D'ÉtudesEuropeen
1
2 3
4
13
11
14
8
10
7
15
6
12
5 9
16
20
23 21
22
17
18
19
MAPA INTERNACIONAL DEL EJE ENERGÍA
COORDINADOR EJE ENERGÍA: Rafael Moliner Álvarez (ICB)CSIC 2008