Física y sociedad26 Revista del Colegio Oficial de Físicos

Carlos Alejaldrereportaje

España se encuentra en estos momentos ante una oportunidad histórica de situarse a la cabezade la investigación ambiental europea. En este artículo el director General de Política Tecnológica,Carlos Alejaldre, repasa el pasado y el presente de las energías alternativas en nuestro país y abogapor impulsar el importante trabajo que se ha venido haciendo durante los últimos años.

LA IMPORTANCIA DE LA I+D+i ENERGÉTICA ENEL DESARROLLO SOSTENIBLE

·Carlos Alejaldre.Doctor en Ciencias Físicas y responsable del Laboratorio de Fusión Nuclear porConfinamiento Magnético del Ciemat desde 1990 hasta 2003, es actualmente director General de PolíticaTecnológica del Ministerio de Educación y Ciencia

Ya nadie pone en duda la necesi-dad de impulsar la I+D+i en ener-gía para alcanzar un desarrollo y,en consecuencia, un planeta sos-tenible. Pero un país como

España, que se cuenta entre lasprimeras diez economías delmundo, no puede permitirse ellujo de alcanzar un desarrollo sos-tenible bajo licencia extranjera y a

base de ”royalties”, perdiendo unavez más el tren tecnológico. Lasempresas españolas, los centrostecnológicos, los centros de inves-tigación, las universidades y, en

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Carlos AlejaldreLa importancia de la I+D+i energética en el desarrollo sostenible

reportaje

Física y sociedad

suma, el conjunto del llamado sis-tema ciencia-tecnología-empresahan de actuar rápido y desarrollarsus propios productos, aprove-chando así las inmensas oportu-nidades que ofrecerá en el futuroel mercado medioambiental.

Afortunadamente España estáen este mercado. Por citar unejemplo muy próximo, y para mímuy querido, hace apenas unosaños era impensable que Españapudiera optar, con razonablesposibilidades de éxito, a albergar

una gran instalación científicacomo el ITER (InternationalTokamak Experimental Reactor),en el que la comunidad interna-cional lleva trabajando más deveinticinco años. La construcciónfinal de una instalación capaz deproducir energía a partir de ele-mentos tan abundantes como elagua y el litio, es uno de los gran-des desafíos de la humanidad en

el ámbito energético. Aunquefinalmente la Unión Europea eli-gió Cadarache en detrimento deVandellós, España participa acti-vamente en el proyecto y será unactor clave, sobre todo, si final-mente se instala en Europa.

Fusión nuclear

Para su apuesta por el ITER, Españaha venido fortaleciéndose en eldesarrollo de tecnologías de confi-namiento magnético aplicadas a laconstrucción de máquinas experi-

mentales. Lo que empezócomo un modesto progra-ma en el CIEMAT se ha con-vertido con el paso deltiempo en un potentelaboratorio en el que traba-jan más de 120 personasinvestigando en tan apa-sionante potencial fuentede producción energética.Tomando como base el tra-bajo de diversos equiposinternacionales como elaglutinado en torno alLaboratorio de Fusión porConfinamiento Magnéticodel CIEMAT, y la experien-

cia obtenida en más de veintemáquinas experimentales, seposee ya el conocimiento necesa-rio para abordar la fase final deconstrucción de una instalacióncomo ITER, paso necesario previo ala posterior comercialización de lafusión.

España comenzó a trabajar experi-mentalmente en programas de

fusión a comienzos de los añosochenta, a raíz del Tokamak TJ-I,dispositivo toroidal del CIEMATque jugó un papel esencial en laformación de los equipos de inves-tigadores españoles en fusión. En1986 se creó la Asociación EURA-TOM-Ciemat para fusión y se pre-sentó el proyecto Heliac FlexibleTJ-II, dedicado fundamentalmentea estudiar el comportamiento deplasmas con eje magnético heli-coidal (Stellarator). Este proyecto,resultado de un diseño del Ciematen colaboración con los laborato-rios de Oak Ridge (EE UU) y Max-Planck - Garching (Alemania), reci-bió apoyo preferencial de EURA-TOM, que lo financió en un 45%.

En 1994 se puso en marcha elTorsatron TJ-I Upgrade, el primerdispositivo de fusión totalmenteconstruido en España, y que sirvióde base experimental para la cons-trucción posterior del TJ-II. En 1999fue transferido a la Universidad deKiel en Alemania, en donde aúnsigue funcionando.

El TJ-II entró en funcionamiento en1998 y desde entonces se ha man-tenido en operación,proporcionan-do una valiosa información para lacomunidad científica internacionala través de sus modernos sistemasde diagnóstico (activos y pasivos) y

Debemos aprovechar las grandes oportunidades que ofrece el mercadoambiental

La fusión nuclear será la energía del futuro y España no puede quedarse atrás

¬ Imagen virtual del reactor ITER en laque se puede apreciar las enormesdimensiones de este dispositivo

¬ Sala de control del reactor experimental de fusión nuclear JET

Física y sociedad28 Revista del Colegio Oficial de Físicos

Carlos AlejaldreDoctor en Ciencias Físicas y Director General de Política Tecnológica del Misnisterio de Educación y Ciencia

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calentamiento (microondas a lafrecuencia ciclotrónica de los elec-trones e inyección de átomos neu-tros de hidrógeno).

Así se llego a la integración espa-ñola en el proyecto ITER. Las futu-ras plantas de fusión reproduciránla reacción nuclear más repetidaen los sistemas estelares del uni-verso: la unión de núcleos atómi-cos sencillos como el hidrógeno ysus isótopos, en átomos algo máscomplejos como el helio, con pro-ducción de energía adicional capazde abastecer las necesidades decualquier sistema planetario.

Como en todos los procesos indus-triales de producción de energía,esnecesario alcanzar una masa críti-ca de rentabilidad, de manera quelos recursos económicos aportadosen el origen sean inferiores a losobtenidos en el final del proceso.En el caso del ITER se trata de unproblema nada desdeñable, pues-to que es preciso calentar su com-bustible a temperaturas del ordende los cien millones de grados,paravencer la natural repulsión elec-trostática existente entre núcleos.Aunque el proceso ha sido largo ytecnológicamente muy costoso, en

experimentos como el europeo JET,se han vencido los problemasesenciales y se han alcanzado yasaldos energéticos significativos.Ha llegado, pues, el momento deabordar la fase final de la construc-ción del prototipo experimental defusión nuclear y de introducir aEspaña en el gran núcleo científicode la que muy probablemente serála energía del futuro.

Aunque para conseguirlo tenemosque superar el escollo de la elec-ción de sede para el proyecto ITER.Al no haber sido elegida en Europa

la candidatura de Vandellós, nosencontramos desde el mes dediciembre en un bloqueo constan-te de la decisión sobre el emplaza-miento, con Rusia y China apoyan-do a Europa y Estados Unidos yCorea del Sur apoyando la candi-datura de Rokkasho en Japón. Esabsolutamente necesario que esteimpasse se resuelva lo antes posi-ble, o el propio proyecto ITERpuede verse en peligro.

Pero estamos hablando de, almenos, veinte años de desarrollode esta tecnología y de tal vez

otros veinte de introducción en elmercado y en nuestras vidas coti-dianas. Mientras tanto, es obliga-do invertir en otras fuentes alter-nativas para la producción deenergía, como las renovables,cuya aportación es todavíamodesta pero muy necesariapara un desarrollo económico sos-tenible e investigar y profundizaren la potencialidad de tecnologíasenergéticas emergentes comoaquellas encaminadas a minimi-zar el impacto medioambientaldel uso de combustibles fósiles onuevas tecnologías nucleares.

¬ Carlos Alejaldre, en el centro de la foto,junto a su equipo del Ciemat en 2003

En el año 2020, uno de cada cinco automóviles europeos se moverá mediantepilas de combustible e hidrógeno

Física y sociedad 29Revista del Colegio Oficial de Físicos

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El crecimiento imparable de la energía eólica

No ha sido la energía solar en elcampo de las energías renova-bles, como parecía previsible, sinola eólica la que ha tomado elmando en España, hasta el puntode convertir a nuestro país, con6.200 megavatios instalados, enel tercer productor mundial, trasAlemania (14.600) y EstadosUnidos (6.370). El crecimiento hasido espectacular, pues en tansólo diez años se ha incrementa-do el potencial en 5.000 megava-tios, lo que la convierte en la pri-mera energía renovable, por enci-ma de la hidráulica. En vista deello, los 8.140 megavatios previs-tos en el Plan de Fomento de lasEnergías Renovables se hanampliado hasta los 13.000 para elumbral del año 2011. Hay querecordar que por estas fechas, el12% de la energía producida enlos Estados miembros de la UEdeberá basarse en las renovables,de acuerdo con los compromisosadquiridos por cada uno de lospaíses con la Comisión. La energíaeólica de los parques españolesha tomado el testigo, puesto queya genera el 6% de la energíaeléctrica de consumo.

El avance de la eólica y de otrasenergías renovables es, además,indispensable para que Europapueda cumplir el compromisoadquirido en 1997 ante los 180países reunidos en Kioto, y quese concreta en una reducción del8% de las emisiones de gases deefecto invernadero respecto alaño base de 1990.

Junto a los evidentes beneficiosmedioambientales, la energíaeólica es un sector industrialgenerador incansable de tecnolo-gía y que está proporcionandoliderazgo internacional a empre-sas españolas que han apostadopor invertir en I+D en este sector.Como muestra de ello, cabe citarlos 96 proyectos de energía eólicapresentados al Plan Nacional deI+D+i entre los años 2001 y 2004,a través del programa Profit(Fomento de la InvestigaciónTécnica), con un presupuesto de210 millones de euros. Y tambiénlos 17.000 empleos, entre directose indirectos, que proporciona laenergía eólica a la economíanacional, y que serán 51.000 en elaño 2011, si se mantienen los altosniveles de crecimiento actuales.

El Plan Nacional de I+D+i incluye

una línea estratégica para laenergía eólica, centrada en eldesarrollo de aerogeneradoresde media y alta potencia demayor eficiencia y mejor calidadde energía suministrada a la redy en aerogeneradores de peque-ña potencia para aplicacionesaisladas e híbridas.

Solar y biomasa

El Plan Nacional de I+D+i tam-bién le dedica una especial aten-ción tanto a la energía solar tér-mica (desarrollo de colectores,integración de centrales termoe-léctricas de torre, etc.) y a la foto-voltaica (desarrollo de células delámina delgada, mayor rendi-miento de componentes y aba-ratamiento de tecnologías, entreotras líneas), aunque el númerode proyectos finalmente presen-tados a través del Profit (2001-04) se quedó algo corto a tenorde las expectativas de esta fuen-te energética: 160 proyectos yuna inversión asociada de 520millones de euros.

En energía solar parece haberseperdido pie, a juzgar por la ralen-tización del esfuerzo inversorque, hace algo más de veinte

La energía eólica ha proporcionado liderazgo internacional a las empresas españolas que apostaron por I+D en su momento

Nuestro país debe incorporarse lo antes posible al desarrollo delhidrógeno como vector energético.

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Carlos AlejaldreDoctor en Ciencias Físicas y Director General de Política Tecnológica del Misnisterio de Educación y Ciencia

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años, dio lugar, por ejemplo, a laconstrucción de la PlataformaSolar de Almería como instala-ción científica modelo para laexperimentación y demostraciónen energía solar de alta tempera-tura. A lo largo de todo este tiem-po, se han hecho importantesesfuerzos en desarrollo tecnoló-gico, pero se ha atascado su fasede industrialización al no encon-trarse las vías adecuadas paraimpulsar los proyectos dedemostración.

Para alcanzar los niveles espera-dos, la energía solar, y muy espe-cialmente la fotovoltaica, habráde mejorar sus niveles de investi-gación básica, tanto en las uni-versidades como en los organis-mos públicos de investigación. Enla solar térmica, por su parte, quese encuentra cercana al nivel tec-nológico suficiente para su renta-bilidad comercial, son necesariosproyectos de demostración quepermitan reducir los costes de lasinstalaciones poniéndolas en unplano de igualdad competitivarespecto a otras tecnologías con-vencionales.

Con todo, la energía que peor hacumplido las previsiones delPlan de Fomento de las EnergíasRenovables ha sido la biomasa,

probablemente y tomando comobase la opinión de los expertos,por dos motivos bien concretos: laparada sufrida en el uso de lacogeneración y la falta de utiliza-ción de cultivos energéticos. En elperiodo 2001-2004 se presenta-ron al Profit un total de 127 pro-yectos de biomasa, con un presu-puesto de 188 millones de euros.En el haber del sector hay quemencionar, sin embargo, losesfuerzos realizados en la produc-ción de biocombustibles líquidos,tanto en bioalcoholes como enbiodiésel, a partir de aceites vege-tales nuevos y usados.

Hidrógeno y pilas de combustible

Llegado a este punto es, por cier-to, necesario reseñar el impor-tante avance logrado en Españaen el desarrollo de la propulsiónde vehículos mediante tecnolo-gías alternativas, muy especial-mente mediante la utilizaciónde pilas de combustible alimen-tadas por hidrógeno, desarrolla-das en estrecha colaboración deEmpresas y el sector investiga-dor público.

En el año 2020, según las previ-siones de la UE, uno de cadacinco automóviles europeos se

moverá mediante la utilizaciónde pilas de combustible e hidró-geno, lo que justifica que seauna de las acciones estratégicasde mayor futuro en el ámbitocontinental. El hidrógeno es unapieza básica de las líneas estra-tégicas en las que habrá queinvertir mayores recursos yesfuerzos durante los próximosaños.

Es una de nuestras responsabili-dades que nuestro país se incor-pore lo antes posible al desarro-llo del hidrógeno como vectorenergético, y para ello la incorpo-ración a las plataformas tecnoló-gicas incipientes en la UniónEuropea es una tarea urgente,donde no debemos excluir laconstrucción de una gran insta-lación.

En los ejemplos citados, como entantos otros, tenemos un granpotencial en nuestro sistema dei n v e s t i g a c i ó n - t e c n o l o g í a -empresa en el sector energético,tan importante para conseguirun desarrollo sostenible, y entretodos podemos hacerlo uno delos líderes europeos.

¬ Placas solares en los exteriores delRecinto Ferial de IFEMA