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Jose Mayo

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"Lo que algunos agradeceríamos es saber algún dato técnico más. Por ejemplo, si los 19,9 MW de la planta, son pico o son ya el resultado de distribuir la generación de los momentos de cuando hay sol a lo largo de todo el día, porque en el primer caso la potencia*tiempo realmente entregada sería mucho menor.

También sería interesante, una vez conocido el dato anterior, saber cuánto ocupan los depósitos de sal líquida que hacen posible que la planta esté generando durante todo el día, aunque luego se dice que los técnicos han conseguido 18 horas de generación de forma más o menos sostenida, lo que da a entender que el hito de las 24 horas ininterrumpidas ha sido algo puntual, de momento."
(PPP)

Los datos están muy dispersos y, claro, los que se encuentran están sumergidos en propaganda, pero... algo es algo:

- Parece que la planta "Gemasolar" es capaz de generar hasta 110 GWh/año y que tendría, por lo tanto, "capacidad" para atender hasta 25.000 hogares, desde que no tuvieran muchos "chismes" y "cachivaches" enchufados;

- Parece que es capaz de funcionar por hasta por 15 horas SIN RADIACIÓN SOLAR, cuando tiene los "depósitos" llenos de sales fundidas. De ahí qué, combinadas las horas de insolación concentrada con las horas de "calor almacenado", esperan cubrir 24 horas de generación;

- Parece que los depósitos llevan algo al rededor de 5.700 toneladas de sales fundidas (compuestas de nitratos de sodio y potasio), y se mantienen a una presión equivalente a 1.000 metros de profundidad marina (algo más que cien atmósferas);

- Parece que la capacidad de concentración de la planta, compuesta de 2.650 helióstatos, es equivalente a 1.000 soles.

En éste sitio: Asociación Española de la Industria Solar Termoeléctrica

También hay algo de información "dispersa", sobre el sector solar/termoeléctrico español, cómo esta:

¡enlace erróneo!

Saludos
"Un fósforo solo no es capaz de quemar un bosque entero, pero puede plantarle fuego." (Jose Mayo)

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PPP

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Pues si generase 110 GWh al año eso significa una potencia de unos 110.000MWh/8.760 horas/año =12,5 MW considerando un factor de carga del 100%. Luego si no me equivoco están suponiendo que hay un factor de carga esperado 12,5/19,9 = 62%. Algo que parece excesivo, si se consideran las horas pico reales de sol en esas latitudes. Veremos lo que genera realmente dentro de 5 años de experiencia.

Si se necesitan 5.700 toneladas de sales para 110 GWh, para unos 200 TWh que podría necesitar España suponiendo que no hay generación fósil ni nuclear, se necesitarían 200/0,11= 1.818 veces más sales que para esa planta.

Eso serían unos 10 millones de toneladas de sales para el almacenamiento que consiguiese una España “renovable” en el suministro de electricidad mediante este sistema, como la propia información panegírica anuncia.

Considerando que tales sales son de las del tipo usado en los fertilizantes (un ejemplo conocido de los pocos que ofrecen datos de detalle es el de la planta de Andasol, de 50 MW, que tiene 60% NaNO3 o nitrato sódico+ 40% KNO3 o nitrato potásico, para 7,7 horas de autonomía y necesita para ello 28.500 Tm. de estas sales)

La producción mundial actual de nitrato potásico es de 1,4 millones de toneladas por año.

El nitrato de sodio, por su parte, es uno de los recursos más escasos del planeta y de uso fundamental en agricultura y en la fabricación de explosivos y cuyas reservas totales se estiman en unos 90 millones de toneladas y que su producción mundial, ya en franco post-cenit, anda por debajo del millón de toneladas anuales, aunque es dificilísimo conseguir dicha información (si alguien la puede confirmar, sería de agradecer).

Como además, el mundo consume unos 20.000 TWh/año, si pretendiésemos hacer lo mismo de renovable al mundo que a España con esta tecnología y pusiéramos, por ejemplo, solo unos 5.000 TWh/año de este tipo, necesitaríamos unas 25 veces más que para España. Esto es, unos 250 millones de toneladas de nitratos en depósitos de acumulación (solo para el servicio eléctrico “renovable”)

Así que creo que conviene reflexionar sobre esta tecnología un poco, así como sobre la viabilidad de determinados sistemas de almacenamiento de energías llamadas "renovables", antes de lanzar campañas “Business as usual” como las que por ejemplo, lanza la empresa SQM, que muestra con orgullo en sus ¡enlace erróneo!que si las cosas les van bien, podrían ocupar toda su producción al suministro de las sales chilenas durante los próximos años, con unos beneficios considerables y unos EBITDA’s fantásticos y como ejemplo, pone la demanda creciente de empresas españolas termosolares. Claro, ellos a lo suyo, que es hacer negocio. Y si el negocio está en el almacenamiento, más que en la producción de fertilizantes ¿a quien le importa?

Estas son las cosas que se echan de menos en lo que las empresas denominan tan pomposamente “responsabilidad social corporativa”. Y también echo mucho de menos una visión más crítica y más global en muchos ecologistas que siguen obsesionados con solucionar de forma “verde” un mundo marrón oscuro que cada vez tira más a negro.

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Jose Mayo

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"Así que creo que conviene reflexionar sobre esta tecnología un poco..." (PPP)

No podría estar más de acuerdo, pero lo dicho: "algo es algo".

Estuvimos por muchos años dependientes de un maná muy especial que nos ha regalado la naturaleza y, por consecuencia, creo que hemos quedado con el "paladar" muy duro: yo verdaderamente no lo se porque solo nos sirven las tecnologías de "altas prestaciones"; los parámetros energéticos de los fósiles son y seguirán siendo muy difíciles de igualar por las "renovables" y, por lo tanto, estamos irremediablemente avocados al dilema de "hacer más con menos", pero, lamentablemente, lo que de momento sabemos hacer con "menos", es "menos"... y necesitamos "más".

La tecnología energética por concentración solar está en sus comienzos. Hace mucho tiempo, ya lo se, qué está en sus "comienzos", pero su mayor problema quizás sea de "enfoque" que de métodos. Por ejemplo:

- ¿Por qué, delante a las muchas opciones que seguramente fueron testadas, tendrían elegido sales caros, raros y más útiles en otras aplicaciones cómo, en el caso, la más fundamental de todas, que es la producción de alimentos?.

Verdaderamente no lo se... pero supongo que por alguna que otra pequeña vírgula en las prestaciones;

Quizás con otra combinación de sales, o alguna aleación metálica de bajo punto de fusión, o algún amalgama (¿por qué no? España produce mercurio), se pudieran obtener resultados muy valientes, aunque, "kilo a kilo", fueran un poco inferiores...

Pero esa es la palabra que no se puede decir: "inferiores".

Un saludo
"Un fósforo solo no es capaz de quemar un bosque entero, pero puede plantarle fuego." (Jose Mayo)

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Alb

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Cita de: PPP



La producción mundial actual de nitrato potásico es de 1,4 millones de toneladas por año.

El nitrato de sodio, por su parte, es uno de los recursos más escasos del planeta y de uso fundamental en agricultura y en la fabricación de explosivos y cuyas reservas totales se estiman en unos 90 millones de toneladas y que su producción mundial, ya en franco post-cenit, anda por debajo del millón de toneladas anuales, aunque es dificilísimo conseguir dicha información (si alguien la puede confirmar, sería de agradecer).



El tema de los nitratos resulta apasionantes... así que, si me permitís sacar mi faceta de profesor de quimica frustrado, lo explicare.

En el 2007 la agricultura consumió mas de 50 millones de toneladas de nitratos... pero como bien dices la extracción de nitratos apenas llega a 1millon de toneladas y sus reservas son escasas.(¡enlace erróneo!)

¿Como es posible que el consumo de nitratos sea 50 veces superior a la extracción de nitratos?¿De donde vienen los 49millones de toneladas de nitratos restantes?

La respuesta es sorprendente.... del AIRE.

A principios del siglo XX los químicos Alemanes Haber y Bosch desarrollaron el proceso que lleva su nombre que permite sintetizar amoniaco a partir del nitrógeno del aire.

N2 + 3H2 → 2 NH3

A partir de amoniaco resulta muy fácil obtener los nitratos y otros compuestos nitrogenados
Oxidando (tambien con oxigeno del aire) el amoniaco se obtiene monoxido de nitrogeno

4NH3 + 7O2 →4NO2 + 6 H2O

Que reacciona con el agua dando ácido nítrico.
3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

A partir del ácido nítrico se puede obtener fácilmente los nitratos.

Por ejemplo, reacciona con el cloruro sódico para dar el nitrato de sodio.
HNO3 + NaCl → NaNO3 + HCl

Pero normalmente no se fabrica nitrato sódico... sino que se le hace reaccionar con mas amoniaco para obtener Nitrato amónico., que contiene mas nitrógeno y de dos tipo... por lo que resulta mas interesante para la agricultura(y para hacer explosivos)
HNO3 + NH3 →NH4NO3

Todas estas reacciones son Exotermicas, es decir desprenden energía, ademas de tener una elevada cinetica y rendimiento. Es decir... que una vez que se obtiene en amoniaco... lo demás esta chupado.

Si nos fijamos en la molécula del Nitrato amónico... todo procede del aire..... excepto el Hidrogeno. De algún lugar tenia que provenir la energía.

Industrialmente se obtiene el hidrogeno a partir del Gas natural.

CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2

Se podría utilizar cualquier otro combustible para obtener hidrogeno o incluso obtenerlo a partir de la electricidad mediante electrolisis.
Es decir... que la "única" limitación para obtener nitratos es la energía... Disponiendo de energía se pueden sintetizar los nitratos a partir del aire, agua y sal.

Volviendo a las termosolares, surge una pregunta interesante. ¿Cuanto tiempo necesitaría estas funcionado la central termosolar para poder sintetizar las toneladas de sales de nitrato necesarias pasa su acumulación?

Algunos numero gruesos, suponiendo que el proceso es ideal.

Producción eléctrica 110 GWh anuales.
Cantidad de nitrato 5700 toneladas
Cantidad de hidrogeno necesario para producir el nitrato= 188Toneladas
Electricidad necesaria para generar el hidrogeno por electrolisis=7,4GW
Tiempo de funcionamiento de la planta para producir la electricidad necesaria para poder sintetizar las sales = 24 dias.

Si contamos los rendimientos reales.(la electrolisis un 65%, y el resto de reacciones un 80%) nos queda en 46 dias.

O visto de otra manera, con la energía de unas 15 plantas termosolares se podrían sintetizar todos los fertilizantes nitrogenados que se consumen en España.

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Sir Torpedo

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Estimado Alb:

Gracias por el librito de fertilizantes, un comentario, amoniaco si es para agricultura se puede ahorrar mucha energía usando ¡enlace erróneo!.
De 25 a 39 gr, al día por persona, 30 millones de personas tirando por lo bajo según caiga la población a 30gr. percapita me sale a 900 toneladas diarias, entonces se podrán usar esas termosolares para tratarla y distribuirla.

Saludos

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Alb

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Cita de: Sir+Torpedo

Estimado Alb:

Gracias por el librito de fertilizantes, un comentario, amoniaco si es para agricultura se puede ahorrar mucha energía usando ¡enlace erróneo!.
De 25 a 39 gr, al día por persona, 30 millones de personas tirando por lo bajo según caiga la población a 30gr. per capita me sale a 900 toneladas diarias, entonces se podrán usar esas termosolares para tratarla y distribuirla.

Saludos



Ya se utiliza la urea como fertilizante... de hecho se utilizan aproximadamente el triple de urea que de nitratos. unas 140Mtn/año en el mundo.
Esta urea se obtiene mediante síntesis a partir del amoniaco.

La urea que genera el cuerpo humano y que eliminamos en la orina... son un problema. Si acabaran en los ríos, provocarían graves problemas medioambientales por lo que es necesario eliminarlo mediante complejos procesos biologicos en las depuradoras.
La eliminación del nitrógeno(Urea, nitratos, amonio, etc) de las aguas residuales es complejo y caro.

Asi que por un lado estamos invirtiendo dinero y energía en obtener compuestos nitrogenados, y por otro lado invertimos dinero y energía en eliminar los compuestos nitrogenados.

La pregunta es obligada... ¿por que no se llevan los compuestos nitrogenados de donde son un residuos a eliminar, a donde son una valiosa materia prima a sintetizar?

La explicación es simple seria muchísimo mas complejo y costoso que eliminarlos de un lado y sintetizarlos en otro.

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Sir Torpedo

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estimado Alb:

¡Aquí hay algo que no cuadra!, ¿cuales serían esos costos extra?.

Esto no es termosolar,¿si cambiamos de hilo por uno de agricultura?o química.

Saludos

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Amon_Ra

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Cita de: Sir+Torpedo

estimado Alb:

¡Aquí hay algo que no cuadra!, ¿cuales serían esos costos extra?.

Esto no es termosolar,¿si cambiamos de hilo por uno de agricultura?o química.

Saludos



¡enlace erróneo!
La energia mas limpia es la que no se usa

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PPP

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En el 2007 la agricultura consumió mas de 50 millones de toneladas de nitratos... pero como bien dices la extracción de nitratos apenas llega a 1millon de toneladas y sus reservas son escasas
.

Es que no se trata de cualquier tipo de nitrato, sino de una sal llamada nitrato potásico y de ese apenas se produjo 1,4 millones de toneladas anuales y de nitrato sódico, también conocido como nitrato de Chile. El principal productor mundial de ambos es Chile y alguna compañía radicada allí está feliz con el uso industrial de estos dos productos en plantas termosolares. Sería bueno preguntar a esta empresa y a las empresas termosolares de España, por qué no han elegido este, al parecer, sencillísimo sistema de producción local y autóctono de nitratos con sus propios recursos eléctricos, aire y poco más y se han ido al lejano Chile a por ellos.

Se podría utilizar cualquier otro combustible para obtener hidrogeno o incluso obtenerlo a partir de la electricidad mediante electrolisis.
Es decir... que la "única" limitación para obtener nitratos es la energía... Disponiendo de energía se pueden sintetizar los nitratos a partir del aire, agua y sal.


Pues esa es una cuestión importante, porque a estas alturas de los complejos procesos de transformación (siempre posibles gracias a la energía), ya no sabe uno si se está buscando hacer fertilizantes con energía o utilizar fertilizantes para producir energía. Pero además de energía, parece que es necesario aportar materia prima y crear las infraestructura para la producción

Volviendo a las termosolares, surge una pregunta interesante. ¿Cuanto tiempo necesitaría estas funcionado la central termosolar para poder sintetizar las toneladas de sales de nitrato necesarias pasa su acumulación?
Algunos numero gruesos, suponiendo que el proceso es ideal.
Producción eléctrica 110 GWh anuales.
Cantidad de nitrato 5700 toneladas
Cantidad de hidrogeno necesario para producir el nitrato= 188Toneladas
Electricidad necesaria para generar el hidrogeno por electrolisis=7,4GW
Tiempo de funcionamiento de la planta para producir la electricidad necesaria para poder sintetizar las sales = 24 dias.


Algunas aclaraciones más serían de agradecer para explicar el fenómeno. Por ejemplo, conviene especificar qué es “electricidad necesaria” cuando se expresa en unidades de potencia; sería mejor expresarla en forma de energía (potencia por tiempo). Y luego explicar con más detalle como de 188 toneladas de hidrógeno y 7,4 Gw de “electricidad” salen 5.700 toneladas de nitratos y de qué tipo de nitrato, para saber si se produce la fórmula empleada por las termosolares de 60% NaNO3 + 40% KNO3.

Luego ya podríamos sacar mejores conclusiones, sobre si una planta autoproduce las sales que componen sus depósitos en 24 días de funcionamiento o si los aproximadamente 1,6 millones de toneladas de fertilizantes nitrogenados varios que se utilizan en España (producción más importación menos exportaciones) se pueden hacer con 15 plantas termosolares que se supone que son de 19,9 MW.

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Carlos de Castro

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El tema de los nitratos para las CSP no es despreciable. Los nitratos de potasio y demás se pueden sintetizar con la misma industria que hoy fabrica fertilizantes, y a partir del gas natural como fuente energética. Escalar a una producción CSP+sales de 1TWe (alrededor de la mitad de la electricidad que hoy consumimos) supone que la mayor parte de las sales serían de síntesis y no de minas, porque no hay reservas suficientes en el mundo de esos nitratos.
Si consiguiéramos ese TWe con CSP en los próximos 30 o 40 años (crecimiento explosivo), y suponiendo que las sales se reciclan si fuera necesario al 100%, el resultado sería que la demanda de nitratos para CSP en los años 2030 sería de un 30% respecto a la demanda actual de nitratos para fertilizantes. Como la demanda de fertilizantes se espera que siga aumentado con la población, podemos estar hablando de un escenario de competencia (nitratos para CSP versus fertilizantes) que me recuerda al escenario que estamos viviendo ahora entre los biocombustibles y los alimentos.
La demanda de energía para fabricar los nitratos de estas plantas puede rondar el 5% de lo que va a producir (con una esperanza de vida de 30 años para la planta), esto significa que sólo para este almacenamiento la TRE es de 20, luego hay que reducir la TRE para todo lo demás...
Otra forma de verlo más del estilo del peak oil: la demanda hoy de gas natural para fertilizantes es del 5%, si escalamos el CSP al terawatio dentro de 20 años la demanda de gas natural para CSP sería del 3% que se añadiría a un 7% de demanda para fertilizantes (por el aumento de la población esperado). Esto adelantaría ligeramente el pico del gas natural que con las curvas de Campbell en vez del 2027 sería en el 2020 (en realidad se espera un plateau estilo a lo que estamos viviendo con el petróleo, solo que se adelantaría añadiendo más tensión al tema del pico de las fósiles).
Además, las plantas de CSP actuales suelen tener un apoyo de gas natural de entre el 10 y el 15%, sería interesante saber cuanta potencia finalmente extraen solar y cuánta del gas natural, porque en ocasiones uno se encuentra con que dan potencias totales olvidándose citar lo del gas natural (en zonas semidesérticas y desérticas se enfrían tanto las sales por la noche que hay que precalentarlas antes de que el sol lo haga).
Por supuesto es una tecnología joven que puede mejorar y cambiar, pero hay que ir pensando en los límites y problemas que nos encontraríamos si se escalan a niveles fuera de lo anecdótico.

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