¿Qué es el zumbido de la tecnología para febrero de 2020?
¡Bienvenidos al zumbido de la tecnología! Cada mes, investigaremos nuevos desarrollos en la tecnología a través de una gama de disciplinas y campos. Más importante aún, le ayudaremos a entender cómo impacta en la vida diaria, especialmente en cómo usamos la energía en nuestros hogares y negocios.
Este mes para el «Technology Buzz», vamos a investigar algunos desarrollos recientes y complicaciones en la energía libre de carbono que van desde lo muy pequeño a lo muy grande.
Energía de papel desechable
Como mencionamos en agosto, el desarrollo de «electrónica transitoria» o electrónica que se descompone y se disuelve una vez que ha terminado de ser utilizada, se ha vuelto importante, especialmente en situaciones que son peligrosas o que ofrecen recursos muy limitados. Mientras que se han hecho progresos en los circuitos impresos que se descomponen y decaen, las baterías son un poco más desafiantes. Eso es normalmente porque implican una membrana separada entre dos metales o electrolitos que normalmente no se descomponen. En diciembre, los investigadores de la Universidad de Binghamton en Nueva York anunciaron que habían desarrollado una batería hecha de papel que utilizaba la respiración de las bacterias para alimentar la batería.
La batería se hace vertiendo una cinta de nitrato de plata en la mitad de un trozo de papel de cromatografía y luego cubriendo el nitrato de plata con una fina capa de cera. Esto crea el cátodo o polo negativo. Un depósito debe contener un polímero conductor en la otra mitad para que actúe como el polo del ánodo. El papel se dobla cuidadosamente para que el nitrato de plata y la cera se alineen con el depósito de polímero. Una vez hecho esto, se añaden a la batería unas gotas de líquido que contiene la bacteria. Los productos del proceso de respiración celular de la bacteria inician el flujo de electrones y generan electricidad. Los investigadores obtuvieron entre 31,51 y 44,85 microvatios, dependiendo de las pilas de estas baterías bacterianas que se conectaron. El plegado de las baterías tuvo que hacerse manualmente para asegurar el mejor rendimiento.
Golpes solares $1/Watt
Suena un poco exagerado, ¿no? Durante décadas, la energía solar ha sido un artículo de lujo restringido a los ricos o desdichadamente aislados. Sin embargo, desde 2011, cuando la instalación solar cuesta 4 dólares por vatio, la Iniciativa SunShot del Departamento de Energía ha estado trabajando constantemente para que la energía solar sea más asequible y más competitiva con las fuentes tradicionales de energía sin subsidios.
Los precios de las instalaciones solares han disminuido notablemente en los últimos años con reducciones que provienen en parte de la mano de obra y los precios de mejores inversores (los inversores convierten la energía DC de los paneles en AC para su uso en el hogar). Por lo tanto, el sentido de la industria desde este verano era que el objetivo de SunShot de 1$/vatio iba a suceder más pronto que tarde. Después de todo, los costos habían estado cayendo en todas las áreas que el Departamento de Energía esbozó:
- Tecnologías para células y conjuntos solares
- Electrónica de potencia para optimizar el rendimiento de la instalación
- Mejoras en los procesos de fabricación solar
- Instalación, diseño y permisos para sistemas de energía solar
Sabiendo que los precios de la energía solar estaban cayendo, los analistas de Green Tech Media hicieron algunos cálculos y el 26 de enero anunciaron que la instalación solar había alcanzado la barrera de 1$/vatio tres años antes de lo previsto por el DOE. Un detalle en particular ha sido que en la «primera mitad de 2020 el precio de los módulos ha caído un 33,8%».
¿Qué es lo siguiente? SunShot quiere reducir a la mitad el precio de la instalación para el 2030 a sólo 50 dólares por kilovatio hora para la instalación, o alrededor de 0,05 dólares por kilovatio hora para un sistema fotovoltaico residencial.
Dada la rapidez con la que cayeron los precios a medida que la tecnología se desarrolló durante los últimos 6 años, este nuevo objetivo no parece nada descabellado.
El elefante en la habitación – NY Energía Nuclear
Cuando se trata de producir energía libre de carbono, las plantas nucleares producen 10 veces más energía que otras plantas de energía. El problema es que muchas de las actuales fueron diseñadas para el mercado de energía de monopolio, algunas hace ya 50 años. Su diseño actual las hace demasiado caras para operar y demasiado lentas para competir contra numerosos generadores más pequeños, ágiles y nuevos en un mercado muy competitivo. Incluso algunos proyectos de energía renovable en otros estados están compitiendo con éxito contra el gas natural barato.
En el Estado de Nueva York, el propietario de tres antiguas plantas nucleares quiere que las operaciones de sus plantas sean subvencionadas si el gobernador Cuomo quiere incluirlas en el «Estándar de Energía Limpia» del estado, donde el 50% de la energía del estado debe provenir de «fuentes de energía limpia y renovable». Mientras que el destino de tres plantas nucleares de Nueva York sigue siendo impugnado, la planta de 2.000 MW de Indian Point, al norte de Manhattan, está previsto que se cierre para 2021. Ese cierre le costará a 1.000 personas sus empleos y le quitará millones de dólares a las comunidades circundantes. El plan es reemplazarla construyendo un parque eólico marino de 2.400 MW con hasta 200 turbinas de viento y un costo de 740 millones de dólares.
Vaporizado críticamente
Hace unos 700 años, el volcán Reykjanes entró en erupción en el suroeste de la península de Islandia. El volcán, que se encuentra en la Dorsal del Atlántico Medio ha estado tranquilo desde entonces, lo que lo convierte en el lugar perfecto para que el Proyecto de Perforación Profunda de Islandia (IDDP) perfore el magma fundido del volcán a casi 15.000 pies de profundidad (unos 5 kilómetros) y aproveche el vapor de allí abajo para generar energía geotérmica.
El vapor en un volcán no es lo mismo que sale de tu taza de café caliente. Normalmente cuando hierves agua, burbujea y cualquier calor extra que apliques va al agua no al vapor. Sin embargo, al hervir el agua a presión, se transfiere más energía calorífica al vapor. Cuando la presión llega a 3199,5 psi y la temperatura alcanza los 705 °F, el agua se vuelve supercrítica y se transforma directamente en vapor. Cuanto más caliente y más comprimido sea el vapor supercrítico, más energía lleva.
En 2014, un pozo anterior, IDDP-1, llegó a casi 7.000 pies de profundidad pero encontró una inesperada cámara de magma. Canalizó vapor supercrítico a la superficie durante meses y se estimó que era capaz de generar 36 MW.
La perforación del pozo IDDP-2 comenzó el 11 de agosto de 2020 y después de 176 días se completó recientemente el 1 de febrero. Las lecturas de temperatura y presión del fondo del pozo mostraron vapor supercrítico a unos 800°F (lo suficientemente caliente para derretir el plomo) y a una presión de 4.931,28 psi. Ahora que los científicos tienen el agujero que querían, el siguiente paso es llevar el vapor supercrítico a la superficie para hacer girar las turbinas para generar aproximadamente 50 MW. Sin embargo, llevará otro año de investigación y pruebas para ver si el pozo puede ser usado con seguridad para producir energía.
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