Molinos eólicos, paneles solares y nanotecnología

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En pleno auge de un sinfín de iniciativas y proyectos en todo el mundo para dar impulso a la generación de energías renovables, te contamos cuáles son sus ventajas comparativas, qué oportunidades tiene la Argentina de modificar su matriz energética y qué rol puede desempeñar la nanotecnología en todo ello.

Centrales Renovables en Operación a mayo del 2021, CAMMESA.

Ante la cada vez más evidente necesidad de reemplazar los combustibles fósiles como fuente de energía por opciones más sustentables, que impliquen el aprovechamiento de recursos renovables y la reducción de los gases de efecto invernadero, se ha generado una tendencia a nivel mundial desde principios del 2000 - liderada por China, Estados Unidos, Japón y Alemania - para fomentar la creación de parques solares y eólicos, con el objetivo de satisfacer la demanda de energía eléctrica, tanto para el consumo residencial, como de la industria, el comercio y el transporte.

En las últimas dos décadas, el crecimiento de la producción de energía eólica y solar ha sido exponencial, llegando en 2020 a generar por sí mismas casi la décima parte de la electricidad consumida en el mundo, el doble que en 2015. El líder indiscutido es China, que cuenta con los 5 parques eólicos más grandes del mundo, provee el 7o% de los paneles solares que se instalan hoy en día y ya cuenta con el 18,8% de su energía eléctrica proveniente de fuentes renovables (esperando alcanzar el 20% para 2025 y el 25% para 2030). Si bien China se ha convertido en exportador de equipos y tecnología y financista de proyectos en otros países, todavía sigue dependiendo fuertemente del carbón como fuente de energía - representando en la actualidad el 57,6% - y es responsable en la actualidad del 29% de las emisiones globales.

Principales países productores de energía solar entre 1983 y 2018

En este contexto de expansión de las energías limpias, Argentina cuenta con algunas ventajas comparativas que permiten vislumbrar oportunidades interesantes para su desarrollo y, de esa manera, poder revertir la distribución actual de su matriz energética. Siendo el octavo país más extenso del mundo, cuenta con muy buenas condiciones geográficas - una basta radiación solar y vientos acordes tanto en la Patagonia, Cuyo como el Noroeste -, lo que ha permitido ir incrementando progresivamente la capacidad instalada. Según el informe anual sobre transición energética, elaborado en 2021 por el Foro Económico Mundial de Davos, la Argentina pasó del puesto 56 al 47 en un ranking de 115 países que evalúa el avance hacia las energías limpias y el desempeño de los países en el marco del cambio climático.

Si bien la matriz de energía eléctrica argentina sigue siendo predominantemente basada en la explotación de hidrocarburos - dos tercios de ella es generada por combustibles fósiles, en su mayoría derivados del gas (68%) -, en los últimos 5 años, la energía solar y la eólica juntas pasaron de representar el 0,8% de la energía eléctrica generada en el país al 13,3% en 2021 y, el objetivo para el 2025, es abastecer el 20% del consumo eléctrico nacional. Durante ese período, entre otras tantas iniciativas, surgió el Régimen de Fomento a la Generación Distribuida de Energía Renovable Integrada a la Red Eléctrica Pública, creado por Ley N° 27.424, el cual establece el marco regulatorio para que los ciudadanos conectados a la red eléctrica puedan generar energía para su autoconsumo en hogares, PyMEs, grandes industrias, comercios, producción agrícola, entes públicos y organismos oficiales, entre otros.

Solo en el mes de abril, aumentó un 25% el total de la potencia instalada, con la incorporación de casi 1 MW por parte de 26 nuevos usuarios generadores de energía eléctrica por fuentes renovables, quienes completaron su conexión a la red de distribución en las provincias de Córdoba, Mendoza, Buenos Aires y San Juan. En lo que va de 2021, se sumaron 9 empresas distribuidoras y cooperativas de energía eléctrica al Régimen de Generación Distribuida de Energías Renovables, con la cual ya son 147 inscriptas en las 12 provincias adheridas. De esta manera, los usuarios no sólo se autoabastecen, sino que también pueden inyectar sus excedentes a la red de distribución y recibir una compensación por ello.

Según la Compañía Administradora del Mercado Mayorista Eléctrico S.A. (CAMMESA), nuestro país produce 4688 MW de energía eléctrica proveniente de fuentes renovables (el 13,3% del total): 3170 MW de energía eólica (67,6%), 761 MW de energía solar (15,2%), 500 MW de energía hidráulica (10,6%) y 257 MW de energía proveniente de la biomasa (5,4%). En el presente, si bien la crisis económica ralentizó el ritmo de crecimiento, nuestro país ya cuenta con más de 60 parques de generación de energía renovable, distribuidos en 16 provincias del país, siendo la Patagonia la región de mayor producción de energía eólica (el 45%) y el Noroeste Argentino de energía fotovoltaica (64%).

¿Dónde entra la nanotecnología en todo esto?

Es importante destacar que la nanotecnología puede desempeñar un rol clave en el desarrollo y optimización tanto de los generadores eólicos como de los paneles solares, ya que si bien son tecnologías que han ido creciendo en la calidad de sus prestaciones, todavía tienen mucho por mejorar, ya sea en su eficiencia como en su capacidad de conservación en el tiempo. En nuestro país, además de las empresas y los institutos especializados en su desarrollo, existen 22 grupos de I+D+i que trabajan en líneas de investigación relacionadas con la aplicación de nanotecnología en la producción de energía solar (18) y energía eólica (4). Esta situación es inversa en el sector privado, donde son mayores las capacidades para generar energía por medio del viento - Argentina es el 27° productor del mundo - que por medio del sol En ambos casos, se trata de iniciativas público - privadas, donde también son relevantes los capitales nacionales y extranjeros que invierten en el sector.

Lo novedoso de la nanotecnología es el aporte permanente de nuevos materiales con propiedades hasta hace poco desconocidas que permiten mejorar y optimizar las prestaciones de ciertos productos. Un ejemplo concreto son los materiales que se emplean como semiconductores en las celdas solares para captar la energía solar: en muy poco tiempo, pasaron de ser enteramente de silicio a transformarse en materiales compuestos que incluyen puntos cuánticos, materiales orgánicos, minerales como la perovskita y/o algunos derivados del carbono como el grafeno y el fullereno, que han permitido ampliar la eficiencia de captación en un porcentaje considerable.

En el caso de los molinos eólicos, el aporte de la nanotecnología está presente en algunos de los materiales con los cuales son elaborados, buscando principalmente bajar el peso de las aspas y al mismo tiempo volverlas resistentes a la erosión provocada por las condiciones climáticas. Si bien el uso de un diseño más aerodinámico ha sido importante, las innovaciones más relevantes en su desarrollo radican en la utilización del grafeno y otros nanomateriales provenientes del carbono, que incorporados a las resinas de poliéster o epoxi con las cuales se fabrican en mayor medida los palas eólicas, permiten obtener polímeros nano reforzados con mayor dureza y resistencia al impacto por partículas. El uso de estos nanocompuestos reduce el desgaste de las palas y la necesidad de mantenimiento, evita la corrosión y la formación de microgrietas y extiende su vida en servicio, incluso en ambientes marinos.

En pleno proceso de expansión de las renovables en todo el mundo y con mucho camino por recorrer, la Argentina deberá impulsar la investigación y el desarrollo de las energías limpias para sumarse con mayor fuerza a esta tendencia y, de esa manera, ampliar las capacidades en el sector y reconvertir su matriz energética. Las condiciones climáticas para el desarrollo de ambas tecnologías están dadas y las proyecciones realizadas por los especialistas en el tema indican que cuenta con el potencial necesario para aprovechar estas oportunidades.


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