África, un continente diverso y vibrante, se encuentra en medio de una transformación singular en el ámbito energético. Organismos internacionales como Naciones Unidas están promoviendo este proceso de transición energética bajo la filosofía de ser justa, equitativa y de «no dejar a nadie atrás»1. En este post, vamos a explorar los desafíos que enfrenta esta transición, los factores clave que la impulsan y cómo el proyecto ONEPlanET, financiado a través del programa Horizonte Europa, está ayudando en este proceso:
Desafíos energéticos
Creciente demanda de energía: la población en África está entre las más jóvenes y de más rápido crecimiento en el mundo, con una clara tendencia a concentrarse en ciudades.
«La transición energética en África implica no solo descarbonizar, sino también garantizar el acceso universal»
Acceso limitado a la energía y falta de combustibles limpios para cocinar: la electrificación inadecuada obstaculiza el desarrollo económico y social en diversas regiones.
Cambio climático, causante de impactos devastadores en la agricultura o los recursos hídricos. Por otro lado, las cada vez más duras condiciones de temperatura y humedad, dispararán las necesidades de refrigeración de la población
Dependencia histórica de combustibles fósiles: la volatilidad de los precios del petróleo y el gas afecta la estabilidad económica de muchos países africanos, subrayando la necesidad de diversificar la matriz energética.
Para abordar estos desafíos demográficos, ambientales y socioeconómicos, África deberá duplicar su suministro de energía para el año 2040 y al mismo tiempo garantizar el acceso a la electricidad para 600 millones de personas y combustibles limpios para cocinar para 970 millones.2
Factores clave de la transición energética justa y equitativa
Recursos naturales y potencial renovable: a pesar de su enorme potencial, hasta la fecha, sólo el 22% de la capacidad energética total instalada en África se basa en fuentes renovables, principalmente energía hidroeléctrica, seguida de la solar, la eólica y la geotermia3.
«La transición energética en África debe considerar la equidad, la inclusión y la asequibilidad»
Innovación tecnológica: el avance tecnológico facilita la implementación de soluciones energéticas descentralizadas, como micro-redes solares o sistemas de almacenamiento de energía, superando las barreras tradicionales de infraestructura en poblaciones remotas y generando nuevas fuentes de empleo.
Compromisos internacionales: la creciente conciencia global sobre la necesidad de abordar esta transición ha llevado a acuerdos internacionales que respaldan la inversión en energías limpias en África.
El potencial de generación renovable en África es 1.000 veces mayor que la demanda proyectada para el año 20403 .Por tanto, el camino hacia una economía baja en carbono no sólo consiste en reemplazar fuentes contaminantes y en cubrir la creciente demanda de energía, sino en prevenir escenarios en los que esta transición energética genere conflictos en el uso de recursos: por ejemplo, energía hidroeléctrica en el uso del agua o energía fotovoltaica en el uso de la tierra.
El proyecto ONEPlanET
La gestión integrada de los recursos de agua, energía y alimentos se puede llevar a cabo a través de un enfoque Nexus, que garantiza la seguridad hídrica y alimentaria, la agricultura sostenible y la producción de energía. Este enfoque Nexus es la piedra angular donde se sustenta el proyecto ONEPlanET, en el que participa CARTIF junto con otras 11 entidades de Europa y África. El proyecto tiene como objetivo dotar a los responsables políticos, organismos de investigación, inversores y ciudadanos africanos de las herramientas y los conocimientos necesarios para aumentar la generación de energía renovable y el uso sostenible de los recursos, al tiempo que se reducen las desigualdades y las brechas culturales y socioeconómicas. En el marco del proyecto se están desarrollando modelos Nexus “Agua-Energía-Alimentos” (WEF, según sus siglas en inglés) que ayudarán a planificar nuevas infraestructuras energéticas resilientes en el continente africano.
El pasado 9 de noviembre de 2023, el equipo investigador de CARTIF participó en la organización de un taller para la co-creación de estos modelos WEF Nexus en Nairobi (Kenia), al que acudieron actores del sector público y privado. Su colaboración ha sido clave a la hora de diseñar los modelos WEF Nexus y la herramienta posterior de simulación. Puedes pinchar aquí para ver el video del taller.
Taller ONE PLanET, Nairobi (Kenia), 9 de noviembre 2023
Además, durante el año 2024 estudiantes procedentes de las universidades africanas llevarán a cabo estancias de investigación en entidades europeas, entre las que se encuentra CARTIF. ¡Estamos deseando acoger en nuestras instalaciones a estos investigadores!
En conclusión, la transición energética en África no implica solo un cambio en la forma en que se genera la energía, sino una oportunidad para impulsar el desarrollo sostenible y mejorar la calidad de vida de millones de africanos. ONEPlanET contribuirá a superar estos desafíos a través del enfoque integral WEF Nexus, siempre con la premisa fundamental de que ningún individuo o comunidad se quede rezagado.
En el año 2020, la Comisión Europea lanzó una propuesta de proyecto de investigación o («topic») con 10 millones de euros de presupuesto que perseguía el desarrollo de nuevas turbinas de generación Mini-hidráulica en Asia Central.
¿Qué tiene de interés esta zona remota del mundo para que la Comisión Europea financie allí un proyecto? Asia Central es un pivote geográfico de Eurasia y engloba las cinco repúblicas ex-soviéticas de Kazajistán, Kirguistán, Tayikistán, Turkmenistán y Uzbekistán. Se trata de una de las zonas habitadas de mayor antigüedad y como tal, ha sido testigo de ricas culturas y tradiciones como la antigua ruta de la seda. Sin salida al mar, es una zona de grandes recursos energéticos y minerales. En concreto, según un informe de 2019 de la Organización de Desarrollo Industrial de las Naciones Unidas, Asia Central tiene el segundo mayor potencial de generación Mini-hidráulica del mundo con 34.4 GW, y sólo es superada por Asia Oriental (China, Japón, las dos Coreas y Mongolia) con 75.4 GW. Sin embargo, a día de hoy, menos de un 1% de este potencial ha sido aprovechado, lo que supone que Asia Central es la región del mundo donde menos se ha desarrollado la generación Mini-hidráulica. Por tanto, parece evidente que detrás de este «topic», está el interés de la Comisión en abrir nuevos mercados para la industria europea de generación Mini-hidráulica.
¿Cuáles son las principales problemáticas que están impidiendo el desarrollo del sector en Centro Asia? Nos encontramos un variado abanico de barreras políticas, económicas, sociales, tecnológicas, legales y ambientales. Hay problemas comunes como la falta de información, la falta de financiación del sector privado, o la ausencia de incentivos legales. Algunos países de Asia Central tienen que lidiar con condiciones climáticas extremas, como por ejemplo, regiones de gran altitud donde es más probable que los arroyos se congelen en invierno. Además, es crucial considerar el concepto de nexo transfronterizo de Agua/Alimentos/Energía/Clima con visión de futuro para evitar desastres ecológicos como el del mar de Aral, que continúa su desecación a causa de la explotación insostenible de algodón.
El proyecto Hydro4U fue el ganador de esta convocatoria de la Comisión Europea y comenzó su andadura en junio de 2021 con una duración prevista de 5 años. Liderado por la Universidad de Múnich, el resto del consorcio lo completan fabricantes europeos de turbinas como Global Hydro Energy, entidades de Centro Asia como el International Water Management Institute o centros tecnológicos como CARTIF, que está liderando las actividades de replicación. En el marco del proyecto se están desarrollando dos nuevas plantas de generación Mini-hidráulica con diseños adaptados a las condiciones de la región, y que reducirán radicalmente los costes de planificación, construcción y mantenimiento, sin comprometer la eficiencia de la generación de electricidad. Las plantas se instalarán en dos enclaves ya seleccionados de Uzbekistán y Kirguistán.
En cuanto a CARTIF, un punto clave del trabajo que estamos llevando a cabo es el desarrollo de una herramienta de replicación orientada a futuros inversores o autoridades públicas con el objetivo de apoyar la toma de decisiones sobre nuevos proyectos de generación Mini-hidráulica. La herramienta se basa en un modelo computacional que integra un sistema de información geográfica (SIG) y datos estadísticos. La herramienta se va a implementar a nivel de cuenca vertiente, pudiendo ser aplicada en los dos principales ríos de la región: Syr-Daria y Amu-Darya. Está previsto que la herramienta integre varios módulos interactivos, con el objetivo de (1) visualizar el potencial sostenible de la generación Mini-hidráulica y la capacidad instalada, (2) simular escenarios de generación considerando las limitaciones del Nexo Agua-Alimentos-Energía-Clima, la sostenibilidad de los recursos e impactos socioeconómicos y (3) proporcionar recomendaciones técnicas y lecciones aprendidas relacionadas con la implementación de nuevos proyectos de este tipo.
La herramienta de replicación de CARTIF verá la luz a finales de 2025, y en este momento estamos trabajando en la definición del potencial sostenible de generación Mini-hidráulica, así como en el modelo Nexus de Agua-Alimentos-Energía-Clima a nivel de cuenca que nos permitirán simular escenarios futuros de generación que sean sostenibles con los recursos naturales.
Mantente informado de los avances del proyecto en la sección de noticias de la web de Hydro4U, así como sus redes sociales: Twitter y Linkedin.
El agua es fuente de vida…y de energía. En este post, analizaremos el nexo agua-energía en el ámbito de las ciudades, donde ambos recursos son esenciales y a la vez críticos con un aumento inexorable de la demanda debido a los movimientos demográficos y al crecimiento económico.
Las políticas tradicionales de planificación hidrológica se han basado en la capacidad de regular e incrementar la disponibilidad del recurso hídrico. Este enfoque ha provocado su agotamiento gradual con sobre-explotación de acuíferos, pérdida de calidad del agua abastecida, deterioro de los ecosistemas acuáticos o aparición de conflictos entre usuarios. A esto se suman los efectos derivados del cambio climático, que suponen, sin duda, una crisis del agua y un multiplicador de la amenaza. Las inundaciones, tormentas y sequías son cada vez más frecuentes y extremas, y se prevé que estas tendencias aumentarán a medida que el clima continúe cambiando. Además, gran parte de la infraestructura de agua en el mundo desarrollado tiene ahora más de 50 años y necesita ser reemplazada o reparada. Las temperaturas extremas y el envejecimiento de la infraestructura agravarán el problema de las fugas de agua y confirmarán la necesidad de controlar y reducir las fugas en las redes de suministro.
En general, todas estas presiones que se ciernen sobre el ciclo urbano del agua implican un aumento en el consumo de energía y en los costes de operación. Sin embargo, hasta la fecha, el uso de la energía rara vez se menciona en las estrategias de planificación de agua urbana. De esta forma, las ciudades se enfrentan al desafío continuo de brindar servicios urbanos de agua sin aumentar el impacto en el medio ambiente. Esto, junto con el eterno debate sobre si el agua debe ser un bien de lujo o un bien social accesible para todos, podrían convertir al agua en el foco del mayor conflicto geopolítico del siglo XXI.
Este contexto actual de escasez de agua y emergencia climática nos exige poner en marcha soluciones que aumenten la resiliencia de las ciudades. Además, Europa pretende ser el primer continente climáticamente neutro en el año 2050 y, sin duda, los núcleos urbanos van a desempeñar un papel fundamental en esta transición. El sector del agua puede convertirse en un líder en el suministro del tipo de infraestructura ecológica, servicios y puestos de trabajo necesarios para permitir la mitigación y adaptación al cambio climático.
En CARTIF, estamos trabajando en el proyecto europeo LIFE NEXUS, que propone un cambio de paradigma al considerar el ciclo urbano del agua como una fuente de energía renovable. A lo largo del ciclo y de forma sistemática, existen puntos con exceso de energía donde es necesario adaptar el caudal o la presión a las condiciones de suministro. En el marco del proyecto, estamos analizando el potencial de los sistemas de generación mini-hidráulica para recuperar la energía sin explotar en estos puntos donde se está disipando energía.
Nuestro proyecto aborda dos objetivos complementarios. Por un lado, hemos realizado el primer inventario Europeo de puntos de generación de energía mini-hidráulica, que ya está disponible a través de la web del proyecto y en este momento alberga datos de 101 localizaciones. Por otro lado, buscamos identificar qué tipo de tecnología es la idónea para los emplazamientos urbanos donde la capacidad de generación eléctrica suele ser inferior a 100 kW. Entre los diferentes sistemas disponibles (turbinas tradicionales o adaptadas), se ha seleccionado la tecnología PaT según sus siglas en inglés de «Pump as Turbine» o en español BFT «Bombas Funcionando como Turbina». En el marco del proyecto se va a realizar por primera vez la integración de una PaT con un almacenamiento en batería, lo que permitirá optimizar la generación y el uso de la energía. El nuevo prototipo estará operativo a finales del año 2021 en la Estación de Tratamiento de Agua Potable (ETAP) del río Porma que abastece a la ciudad de León. Uno de los objetivos del proyecto será validar esta tecnología innovadora, obtener información sobre sus prestaciones reales en operación y analizar su viabilidad. De forma específica se espera disponer de una generación de 252 MWh/año de electricidad renovable y una reducción del 100% de las emisiones de GEI de la ETAP, lo que supondrá evitar la emisión de 163 toneladas de CO2 al año.
De esta forma, LIFE NEXUS pone su particular granito de arena en la transición hacia una energía limpia. Conoce más del proyecto en su web, sus últimas noticias, y si posees datos de ubicaciones potenciales o instalaciones existentes, no dudes en convertirte en Colaborador (Follower) del proyecto*.
*Le animamos a participar, ya que los Followers más prometedores recibirán en una fase posterior del Proyecto un informe personalizado con la viabilidad de la tecnología.
El término smart, traducido al español como “inteligente”, ha pasado a formar parte de nuestra realidad cotidiana. Así, si lo introducimos en el buscador Google aparecen cerca de 1,8 millones de entradas, lo que nos da una idea de lo ampliamente extendido que está su uso. Ahora, ya no sólo los teléfonos son inteligentes, sino que también encontramos este término aplicado a relojes, televisores, casas, coches o ciudades.
Se trata de un concepto emergente y su significado está sujeto a constante revisión. Por ejemplo, para nuevos productos que se lanzan al mercado, la palabra smart está relacionada con tecnologías avanzadas. Así ya es posible contestar llamadas o recibir “whatsapps” en un smartwatch. Sin embargo, en ámbitos más globales como las ciudades, el término smart está muy vinculado con la sostenibilidad. Como comenta nuestro compañero Miguel Ángel García Fuentes, una “Smart City” es una ciudad sostenible y eficiente en su ecosistema. CARTIF está impulsando estos procesos de regeneración urbana en 16 ciudades, a través de proyectos como R2CITIES, CITyFiED, REMOURBAN y mySMARTLife, que contemplan intervenciones en los ámbitos de la energía, la movilidad o las Tecnologías de la Información y la Comunicación.
Los hospitales son como pequeñas ciudades. Como ejemplo, un centro sanitario de tamaño medio como el Hospital Universitario Río Hortega de Valladolid, recibe al año más de 250.000 consultas o 25.000 ingresos. Los hospitales son, además, grandes consumidores de recursos naturales (agua y energía) y grandes generadores de residuos. Como datos ilustrativos, un hospital medio consume al año tanta electricidad como la ciudad de Soria, genera en torno a 9.000 toneladas de CO2, el equivalente a 7.000 coches y si hablamos de residuos, las cifras aumentan hasta los 3 millones de kilos anuales. De esta forma, el sector sanitario contribuye de manera significativa al cambio climático (otro término con el que cada vez estamos más familiarizados).
Desde hace 2 años, CARTIF está desplegando este concepto smart en el ámbito sanitario a través del proyecto SMART Hospital, financiado en la convocatoria LIFE de la Comisión Europea. El documento “Healthy Hospitals Healthy Planet Healthy People. Addressing climate change in health care settings” identifica los 7 elementos clave de un hospital sostenible: eficiencia energética, diseño de edificios verdes, generación de energía alternativa, transporte, alimentación, residuos y agua. De entre estos aspectos, en el proyecto LIFE Smart Hospital hemos seleccionado los de eficiencia energética, agua y residuos. Así, la experiencia demostradora que se está llevando a cabo en el Hospital Universitario Rio Hortega incluye la aplicación de mejores prácticas y tecnologías disponibles y formación a medida en cada uno de estos 3 ejes.
En el eje de energía las actuaciones que ya hemos puesto en marcha incluyen la optimización de las calderas, la climatización y la ventilación de los quirófanos o mejoras en la iluminación. En el eje agua, se identificaron qué corrientes se estaban vertiendo al alcantarillado público sin estar suficientemente contaminadas y se plantearon distintas medidas para su reutilización. De esta forma, se ha conducido a los aljibes del hospital el rechazo de la planta de producción de agua para hemodiálisis. Además, el agua de salida de los paneles evaporativos se ha recirculado a la red de fluxores. Así como en los dos anteriores ejes, el concepto “smart” ha supuesto optimizar motores, válvulas o bombas, en el caso de los residuos, el concepto involucra a las personas. Así, se ha dado formación a los 2500 trabajadores del hospital para la adecuada clasificación, segregación y recogida de los residuos.
A lo largo de este año, podremos cuantificar la eficacia de las medidas implementadas, no sólo en términos de ahorros de kWh, litros de agua, kg de residuos o euros, sino también en forma de indicadores ambientales como huella de carbono o huella hídrica. Además, publicaremos un “Libro blanco sobre sostenibilidad en hospitales” que recoja todas estas actuaciones y favorezca la replicación del concepto Smart Hospital a otros hospitales, nacionales e internacionales.
Se trata de una iniciativa de la que estamos muy satisfechos y está suscitando un gran interés entre los diferentes actores involucrados. Así en octubre de 2015, el proyecto recibió el accésit de los premios OMARS, como la segunda mejor acción en sostenibilidad medioambiental en hospitales españoles.
Desde CARTIF animamos a otros centros hospitalarios y grandes superficies (puertos, aeropuertos, supermercados, centros comerciales, parques temáticos, etc.) a aplicar este concepto “smart”, haciendo un uso inteligente de sus recursos y de esta forma conseguir mejoras técnicas, económicas y ambientales de cara a un futuro más sostenible.
El agua es la sustancia más abundante tanto en el cuerpo humano como en la Tierra y es además esencial para la supervivencia de todas las formas de vida conocidas.
Y a pesar de su importancia cada día son más las voces que alertan de los peligros que se ciernen sobre “tan preciado elemento”. Por ejemplo, el Foro Económico Mundial, reunido el pasado mes de enero en el monte Davos (Suiza), ha situado la Crisis del agua como el tercer riesgo globalen los próximos 18 meses… y el primer riesgo para el mundo en un horizonte de 10 años.
¿Cuáles son las causas que han llevado a posicionar el agua en este primer puesto del ranking por delante de otros potenciales problemas como el petróleo o la lucha por territorios? El cambio climático, sequías, inundaciones, crecimiento de la población o cambios demográficos son algunos de los desafíos alrededor del agua. Además, debido a su estrecha relación con la agricultura, la idea de que una “guerra por el agua” estalle en África, Medio Oriente o Asia es cada día vista como una posibilidad real en la medida en que estos gobiernos necesiten alimentar a sus poblaciones.
A esta larga lista de peligros de largo alcance queremos llamar hoy tu atención sobre uno “más terrenal”: la falta de conocimiento individual.
Seguro que conoces el precio de 1 L de gasolina pero ¿sabes lo que pagas por 1 L de agua? En primer lugar, es necesario que sepas que en España el abastecimiento de agua es competencia municipal y cada entidad local fija sus propios precios y estructuras tarifarias. Como media, en nuestro país se pagan 1,83 € por 1000 Lde agua potable suministrada a nuestros hogares. Traducido en tareas domésticas que realizamos habitualmente, una ducha de cinco minutos nos cuesta unos 0,10 € y darnos un baño unos 0,55 €.
Sin embargo, la pregunta clave no es lo que se paga por el agua potable, sino lo que cuesta en realidad producirlay si este es un “precio justo y sostenible” de cara al futuro.
Volviendo de nuevo al caso de la gasolina, en los últimos meses hemos asistido a una caída drástica en el precio del barril de crudo. Sin embargo, como consumidores no nos hemos beneficiado de esta caída en su totalidad ya que los carburantes en nuestro país están fuertemente gravados (más de la mitad del coste final está vinculado a impuestos).
Pues bien, el agua se sitúa en el extremo opuesto, es decir, está fuertemente subvencionada. Si bien es cierto que este dinero público procede al final de la caja negra de nuestros impuestos, hay un matiz muy importante de cara al contribuyente. Es difícil que valoremos el agua si desconocemos su coste real y aún más, cuando desperdiciarla sale tan barato. En la elección entre darte una ducha o un baño es evidente que a día de hoy, el dinero no entra en la ecuación. Y es probable que si te decantas por la opción más sostenible sea quizás por esos 100 L de agua que ahorras cuando no llenas la bañera. Pero… ¿y si el dinero empezara a contar?
Aparentemente positiva para el ciudadano, la situación es insostenible y el agua será, en un corto plazo de tiempo, un bien de alto valor que será necesario gestionar de forma más eficiente.
En España, nuestras redes de abastecimiento están en muchos casos obsoletas y las pérdidas debido a fugas son incalculables. ¿Estarías dispuesto a pagar un precio más justo por el agua si eso garantizara el acceso a un agua de mayor calidad y mejorara las infraestructuras?
Conocer es el primer paso para valorar y cuando el ciudadano está informado, actúa de forma responsable. En la provincia de Almería, un estudio promovido por la Diputación en el año 2002 detectó la presencia de radiactividad de origen natural en las aguas subterráneas destinadas al abastecimiento de la población y que, con los tratamientos de potabilización existentes en ese momento, elagua no era apta para consumo humano. Las campañas de información que se pusieron en marcha en algunos municipios permitieron aprobar un aumento en el precio del agua con el respaldo de los ciudadanos. De este modo, se instalaron tratamientos que permitieron abastecer a la población con agua potable de calidad.
En los últimos años, en nuestro país ha descendido el consumo medio de agua por habitante y día. ¿Qué puedes seguir haciendo tú? En primer lugar, usar el sentido común en tus hábitos diarios. Recuerda no dejar correr el agua de los grifos cuando no sea necesario, piensa en cómo usas el inodoro si tienes un mecanismo de doble descarga, o si usas la lavadora y el lavaplatos con cargas completas etc. Además, a la hora de comprar nuevos electrodomésticos, ten en cuenta criterios de eficiencia en el uso del agua, o instala aireadores en los grifos o cabezales de la ducha que permiten reducir el flujo en un 50%. Si te interesa, puedes ampliar esta información en las numerosas páginas dedicadas a este asunto que encontrarás en Internet:
“Es demasiado tarde para ser pesimista”. CARTIF es un centro tecnológico que busca soluciones a los desafíos actuales y el agua es uno de ellos. Uso sostenible del agua, eliminación de micro-contaminantes (disruptores endocrinos, trihalometanos), binomio agua-energía, el agua en el contexto de la economía circular, son para nosotros los retos del agua del siglo XXI. En próximas entradas en este blog, te iremos contando nuestros trabajos en estas líneas.
