Cinco tecnologías que no hay que perder de vista

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Todas ellas están sacando provecho de la convergencia de software, electrónica y procesos industriales tradicionales. Además, todas tienen la posibilidad de crecer 10 veces en la próxima década.
Pero poner tecnologías como estas en una curva de costos aceptable es difícil. Sobre todo cuando requieren importantes innovaciones científicas y técnicas para lograr escala comercial.
Este artículo de Matt Rogers, sobre la base de una investigación de la consultora McKinsey, describe cinco tecnologías que podrían comenzar a llegar en 2020: almacenamiento eléctrico en gran escala en la red, conversión a sistema energético digital, aire acondicionado sin compresores y ventanas electrocrómicas, carbón limpio, electrocombustibles y nuevos biocombustibles.
No todas triunfarán en el mercado; se ganarán un lugar solo si pueden superar los requisitos de desempeño. Pero aun cuando solo algunas lleguen a imponerse, esas podrían transformar el escenario energético. Es posible que el desarrollo de tecnologías energéticas esté llegando a un punto de inflexión que generará aumentos en productividad energética en una escala no vista desde la Revolución Industrial.

Almacenamiento en la red eléctrica
Esto permite que la energía generada durante la noche pueda cubrir las sobrecargas del día. Hoy, eso cuesta de US$ 500 a US$ 1.000 por kilowatt hora (KWh) y puede usarse solo cuando la geología local soporta sistemas de almacenamiento por hidrobomba o aire comprimido. Otras tecnologías, por ejemplo las que usan baterías de metal líquido o ultracapacitores, podrían reducir los costos a US$ 140 o US$ 200 por KWh para el año 2020,
La capacidad de almacenamiento resultante sería transformadora: hoy, la red energética en EE.UU. usa solo 20 a 30% de su capacidad porque está construida para soportar picos de muy alta demanda. Con almacenamiento, se podrían achatar esos picos, reduciendo los requisitos de capital para la transmisión y distribución de energía.

Conversión digital de energía
Los transformadores de alto voltaje en gran escala, desarrollados a finales de 1880, prepararon el escenario para el desarrollo de la red eléctrica. Prácticamente es esa misma tecnología la que se usa hoy. Un transformador de esos cuesta unos US$ 20.000, pesa 5.000 kilos y ocupa unos 250 pies cúbicos. Los conmutadores digitales de alta velocidad hechos con carburo de silicio y nitruro de galio se desarrollaron para manejo energético de alta frecuencia para todo tipo de cosas, desde aviones militares hasta trenes de alta velocidad.
Usan 90% menos energía, ocupan solo1% del espacio anterior y son más confiables y flexibles que los transformadores existentes. Como tales aplicaciones se expanden y los grandes fabricantes de semiconductores comienzan a producir esas tecnologías a escala, podrían reemplazar los transformadores convencionales a menos de la décima parte del costo para 2020. China está muy bien posicionada para beneficiarse con la adopción de electrónica digital por la escala de su plan de expansión de la red.

Ventanas electrocrómicas
Hoy, cuesta unos US$3.000 a US$ 4.000 al año mantener un equipo de aire acondicionado de alta eficiencia en una región cálida. Y hasta las ventanas eficientes que se usan ahora permiten que se escape 50% de la energía refrigerante. Los nuevos equipos de aire acondicionado sin unidad exterior deshumidifican el aire con desecantes en lugar del método tradicional de evaporar primero y condensar después del ciclo de refrigeración.
Las tecnologías de ventanas electrocrómicas cambian la transparencia de la ventana según la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior. Esas tecnologías ofrecen la posibilidad de reducir a la mitad las cuentas de refrigeración. Las ventanas de avanzada también podrían reducir a la mitad los costos de calefacción porque permiten que el sol caliente las casas mientras mantienen el frío afuera. Las nuevas ventanas son mejores que la clásica aislación de altillo en casas en clima frío. Estas tecnologías son costosas ahora, pero para 2020 deberían costar solo la mitad a medida que vayan bajando los precios de la refrigeración y ventanas de última tecnología.

Carbón limpio
Hoy, la captura y secuestro de carbono (CCS) cuesta US$8.000 a US$ 10.000 por kilowatt (KW). Los procesos novedosos ahora en proceso de desarrollo podrían ayudar a los generadores a carbón a captar más de 90% de su dióxido de carbono, a un costo inferior a US$ 2.000 por KW. Si la tecnología es viable para 2020, podría salvar casi 70% de las 200 plantas de carbón marcadas en Estados Unidos para el cierre en ese año. Lo mismo pasa en China y Europa.
Pero sin una regulación de apoyo, es poco probable que veamos el lanzamiento del carbón limpio a gran escala. Carbón sin secuestro de carbono siempre va a ser más barato que carbón con secuestro. Pero por el camino que vamos, el carbón con secuestro podría llegar a ser más barato, más confiable y más aplicable que muchas tecnologías renovables.

Biocombustibles y electrocombustibles
Con los precios del petróleo crudo superando a veces los US$ 100 el barril, las cuotas de mercado para biocombustibles como etanol de caña y maíz están subiendo a toda velocidad. Aunque la segunda generación de biocombustibles celulósicos resultó más difícil de lograr de lo que muchos imaginaban, hay start-ups innovadoras dedicadas a biocombustibles celulósicos que están comenzando a crear químicos especiales y mezclas que ya están dando ganancia. Sugieren un camino para entregar biocombustibles a US$ 2 el galón o menos para 2020.
También investigadores del sector biofarmacéutico están desarrollando electrocombustibles que alimentan enzimas con dióxido de carbono, agua y energía para crear moléculas de carbono de cadena larga que funcionan como combustible fósil a la décima parte del costo de los actuales biocombustibles. El tema fundamental, otra vez, es si estas tecnologías pueden ser escalables.