Una tesis doctoral recomienda el uso de combustibles alternativos en cementeras para reducir las emisiones

Una tesis doctoral elaborada por un investigador del CIEMAT apuesta por sustituir combustibles fósiles por alternativos y disminuir el contenido de clinker en el cemento como las mejores soluciones para reducir las emisiones del sector, frente a la captura de CO2.

La tesis doctoral defendida por Diego García-Gusano durante su pasada estancia en el CIEMAT como investigador de la Unidad de Análisis de Sistemas Energéticos, obtuvo la calificación de sobresaliente cum laude. La tesis, titulada “Long-Term Analysis of the Spanish Environmental Policies using the Life Cycle Assessment method and Energy Optimisation Modelling” (Análisis a largo plazo de las Políticas Ambientales Españolas usando la metodología de Análisis de Ciclo de Vida y Modelos Energéticos de Optimización) se encuadra en el ámbito de la planificación energética sostenible y se centra en el estudio dos de los principales sectores productivos en España: la industria del cemento y la de producción de electricidad.

En concreto, el Dr. García-Gusano implementó una variedad de soluciones tecnológicas sectoriales aplicadas a la producción de cemento en España (aplicación de Mejores Técnicas Disponibles, escenarios de sustitución y aplicación de tecnologías de captura de CO2) por medio del método de Análisis de Ciclo de Vida. A partir de los resultados ambientales, se llevó a cabo el análisis prospectivo del 2010 al 2050 tanto del sector del cemento como de la producción de electricidad en España. Para esta labor se actualizó y desarrolló el modelo energético de optimización TIMES-Spain con objeto de poder evaluar las Directivas 2009/29/EC y 2001/81/EC, relacionadas con el cambio climático y la calidad del aire, respectivamente.

El modelo TIMES-Spain, una herramienta desarrollada por CIEMAT dentro del consorcio ETSAP de la Agencia Internacional de la Energía, es un potente instrumento matemático que sirve de ayuda para establecer escenarios de evolución del sistema energético español (producción de electricidad, energía final, energía primaria, costes, emisiones, evolución sectorial de las tecnologías, etc.). Los escenarios resultantes pretenden dar respuesta a la pregunta “Qué pasaría si…” de tal manera que se ofrezcan una serie de posibilidades a los decisores políticos en aras de facilitar el desarrollo de políticas energéticas sostenibles, así como para llevar a cabo la planificación energética.

La tesis del Dr. García-Gusano combina dos de las tres ramas de actividad de la Unidad de Análisis de Sistemas Energéticos: el método de Análisis de Ciclo de Vida y la modelización energética. Como resultado último, ofrece una interesante lista de recomendaciones relevantes tanto para las industrias referidas y los responsables políticos, así como para toda la sociedad en su conjunto.

Recomendaciones

Así, en lo que respecta a la producción de cemento en España, se concluyó que la sustitución de combustibles fósiles por alternativos y la reducción del contenido de clinker en el cemento son las mejores soluciones a la hora de reducir emisiones. Por otro lado, la captura de CO2 no aparece como alternativa viable debido a sus altos costes y al impacto ambiental que conlleva.

En lo que respecta a la producción de electricidad, se ha observado una gasificación del sistema tanto en el caso de cumplir con las Directivas Europeas de emisiones como en sendos escenarios de internalización de costes externos e impuestos al CO2, NOx y SO2. Es significativa la entrada de energías renovables, principalmente eólica en el período 2015-2035 y solar fotovoltaica de gran capacidad en 2050.

Por otro lado, se ha observado que un objetivo de reducción del 80% de las emisiones de CO2 en 2050 respecto del nivel de 2005 conllevaría un mix de producción 100% renovable en 2050. Además, tendría lugar una interesante transición de vector energético, pasando de electricidad a calor, el cual sería consumido en gran medida en plantas de calor de distrito y procesos industriales, y cuyo origen sería mayormente procesos de gasificación de biomasa.

La tesis, defendida en el Campus de Móstoles de la Universidad Rey Juan Carlos, fue dirigida por los doctores Helena Cabal, investigadora del CIEMAT, y Antonio Alonso-Ayuso, de la citada Universidad, en el marco del Programa de Doctorado de Ingeniería de Sistemas de Información, y fue concebida bajo el marco del doctorado europeo, para lo cual el doctorando trabajó en la Universidad de Utrecht (Holanda) durante varios meses.

El Dr. García-Gusano se incorporará a partir del mes de mayo al departamento de Análisis de Sistemas Energéticos del IFE (Institute for Energy Technology).