Energía Termosolar y Medio Ambiente

Lazo de Espejos en campo termosolar

 

Las energías renovables son, sin duda alguna, la alternativa más viable e interesante a las necesidades energéticas que tiene el mundo moderno, actualmente basado en su mayor parte en recursos no renovables, otorgando a nuestro actual sistema la única oportunidad de continuidad a largo plazo.

Sin  embargo, el hecho de que una energía se nutra de un recurso renovable no es, ni mucho menos, equivalente a que se pueda denominar a esa energía como “energía limpia”, debiendo ser siempre conscientes de que cualquier modelo de generación de energía tiene un impacto sobre el medio ambiente que podrá ser más o menos relevante en función de:

  1. El tipo de sistema elegido. Ya que no sólo hay que tener en cuenta la fuente de generación utilizada, sino también el resto de recursos y materiales utilizados de forma directa o indirecta, a lo largo de todo el ciclo de vida del sistema, para extraer tan ansiada energía.
  2. La madurez de la tecnología utilizada, asociada al sistema de generación, y el grado de innovación y desarrollo alcanzado por la misma en aras a un menor impacto ambiental asociado.
  3. La responsabilidad del operador y su nivel de concienciación en la explotación y mantenimiento de la central en su día a día, así como de los procedimientos y medios dispuestos para la operación en condiciones normales, anormales y/o de emergencia.
  4. La sensibilidad y recursos del entorno en el que se ubique la tecnología escogida.

Disco Stirling - EuroDISH.
Disco Stirling – EuroDISH.

Y esto es justo lo que nos encontramos cuando hablamos de Energía Termosolar, una energía renovable cuya problemática ambiental asociada a su explotación y mantenimiento puede llegar incluso a ser muy relevante.

En primer lugar, hay que saber que existen distintos sistemas para la generación de energía termosolar, cada uno con unas características muy diferentes y con distintas problemáticas ambientales asociadas: Desde los conocidos como Discos Stirling, basados en el motor con el mismo nombre, que funcionan con hidrógeno como gas de trabajo (tecnología aún en fase de maduración), hasta la tecnología de torre, consistente en un campo de helióstatos que concentran la luz solar en un punto fijo para sobrecalentar a altas temperaturas un fluido (tecnología más madura que la anterior), o los más habituales concentradores solares cilindro – parabólicos, que operan concentrando la radiación solar sobre tubos receptores con fluido transmisor (siendo esta última la tecnología más extendida).

A estos sistemas de generación se deben unir las muy diversas opciones tecnológicas de que disponen para su diseño y operación, y entre otras los fluidos utilizados para el intercambio de calor (aceites sintéticos, sales, agua, …), la posibilidad de integrar hibridaciones, sistemas de almacenamiento térmico como los que ya vimos, etc.

De esta forma, la problemática ambiental puede ser muy diversa y compleja, y en la práctica cada planta o proyecto presentará distintos impactos ambientales con diversa relevancia, siendo común encontrarse con los siguientes aspectos:

La superficie ocupada.

Concentrar el sol y aprovechar su potencia térmica requiere de mucho espacio, ya que es necesario que los espejos o helióstatos dispongan de la máxima radiación solar durante todo el día, evitando que se produzcan sombras entre ellos y consiguiendo alcanzar las temperaturas de generación necesarias en función del ciclo en el que se trabaje.

Esto implica que, por ejemplo, un campo de espejos de una termosolar mediante concentradores cilindro-parabólicos pueda estar requiriendo, en función de la radiación solar media disponible, de entre 3 y 5 Hectáreas por MW de generación.

Central termosolar de torre
Central termosolar de torre

Al impacto ejercido  durante la construcción sobre la flora y la fauna por la eliminación de la primera y el desplazamiento de la segunda en grandes superficies,  se debe añadir que durante su explotación es importante evitar la generación espontánea de vegetación en el campo solar, ya que esta puede disminuir la productividad por el efecto albedo y ser potencial causa de la propagación de incendios. Esto implica la necesaria utilización periódica de productos fitosanitarios orientados a eliminar la cobertura vegetal y evitar su crecimiento, con el consiguiente impacto ambiental que se pudiera derivar de su uso.

El agua también es un recurso.

Generar energía implica generar calor y por lo tanto la necesidad de disiparlo, algo que suele conseguirse habitualmente mediante circuitos cerrados de refrigeración alimentados por agua. Un agua que suele perderse por evaporación y por las purgas que es necesario realizar para mantener una salinidad adecuada en el circuito, y que es necesario reponer con agua que, previamente, ha tenido que ser desmineralizada en muchas ocasiones para ser aprovechable en el circuito el máximo número de ciclos.

Pozo de agua seco y abandonado.
Pozo de agua seco y abandonado.

Se ha de tener en cuenta adicionalmente en estos casos, que las termosolares suelen requerir sitios con una alta insolación, al objeto de ser lo más productivas posible, y que por lo general dichas ubicaciones suelen tener la costumbre de coincidir con sitios donde la disponibilidad de agua no es muy elevada.

Esto implica un fuerte impacto en el entorno, tanto por los consumos necesarios para mantener los niveles de generación, que están entorno a los 8000 m3/año por MW instalado, como por los vertidos realizados, de alta salinidad y realizados a un medio que ya suele estar afectado por esta misma problemática.

Bien es cierto que este factor, bien gestionado, puede tener una buena solución e incluso convertirse en una ventaja ambiental mediante la aplicación de técnicas y tecnologías encaminadas a la compensación ambiental o incluso a la implementación de tecnologías de vertido cero.

No es renovable todo lo que reluce.

Otro factor ambiental a tener en cuenta en la energía termosolar es la temporalidad de un recurso que, a pesar de ser renovable, está disponible sólo de una forma cíclica (día / noche), con fluctuaciones estacionales y en función de condiciones meteorológicas.

En estos casos, la tecnología termosolar no puede simplemente dejar de generar, como si ocurre con otras energías renovables, ya que tiene que mantener una temperatura mínima en los circuitos de intercambio y el campo solar para evitar la generación de daños estructurales por la solidificación de los fluidos de intercambio utilizados (sales, aceites térmicos, etc).

Esto implica la necesaria instalación de sistemas de combustión que permitan mantener estas temperaturas, los cuales pueden ser alimentados por combustibles fósiles tradicionales como el gas natural, pasando por lo tanto a depender de recursos no renovables, o por combustibles alternativos, hibridando por ejemplo las plantas con sistemas de generación por biomasa, manteniendo así su carácter  renovable aun cuando se continúen generando emisiones a la atmósfera.

La dependencia de la combustión puede además reducirse si se adoptan sistema de almacenamiento térmico que permitan incluso la generación de energía durante un tiempo limitado más allá del periodo de radiación solar máxima, estando actualmente en máximos de almacenamiento de calor que permiten la generación durante más de 8 horas.

Los fluidos contaminantes.

Una central termosolar es como un gigantesco radiador que funciona a elevadas temperaturas con fluidos de intercambio diseñados específicamente para la función que desarrollan, fluidos cuyo manejo debe realizarse con especial cuidado para evitar al máximo cualquier impacto ambiental relacionado con la emisión de sus vapores, su vertido a suelos, o su transferencia a otros medios como el agua, a través de los vertidos.

En el caso además de las centrales de concentradores cilindro-parabólicos, estos fluidos se mueven a través de un circuito que ocupa cientos de hectáreas de superficie y que cuenta con partes móviles, lo cual incrementa considerablemente la probabilidad de sufrir incidentes que puedan afectar al entorno.

La concienciación del explotador y una adecuada actuación durante las operaciones de control, mantenimiento o incluso durante la incidencias o fugas que pudieran darse, son vitales para que este aspecto ambiental no escape al control de la empresa, un factor que nuestra experiencia nos indica además que es vital durante las operaciones de puesta en marcha de estas plantas.

El mantenimiento y explotación de estas centrales termosolares es quizás de los más complejos que puedan existir en el ámbito de las energías renovables, y muestra de ello es el considerable volumen de residuos peligrosos generados (por encima habitualmente de las 10 Tm/año), una generación que en muchas ocasiones es susceptible de una importante optimización.

 

 

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