És possible l'electrificació industrial en la CAPV?

2025/06/01 Barco Rivero, Kelly - EHUko Bilboko Ingeniaritza Eskolako ikaslea | Unai Garnika, Iñigo - EHUko Bilboko Ingeniaritza Eskolako ikaslea | López Ropero, Iraide - Teknologia Elektronikoa Departamentua EHUren Bilboko Ingeniaritza Eskola | Gómez-Cornejo, Julen - Ingeniaritza Elektrikoa Saila. Bilboko Ingeniaritza Eskola (EHU) | Aranzabal Santamaria, Itxaso - Ingeniaritza Elektrikoa Saila. Bilboko Ingeniaritza Eskola (EHU) Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Energia berriztagarriak
• Energia
• Industria

El canvi climàtic i la concentració de gasos d'efecte d'hivernacle (GEI) en l'atmosfera és cada vegada major. El cas més greu és el diòxid de carboni _(CO₂), responsable del 79,8% de les emissions. [1] Per això, una de les ^{preocupacions} mediambientals més greus en l'actualitat és la relativa a la reducció d'aquestes emissions. De fet, a causa d'ells estem transformant el planeta de manera irreversible. Des de la dècada de 1980, les temperatures en la terra i en l'oceà han augmentat sense parar. Només en 2023, ja que la superfície terrestre va ser 1,18 °C més càlida que la mitjana del segle XX. [2] Això ^posa de manifest la gravetat del problema i la necessitat de realitzar accions més globals. En aquest sentit, la gestió de l'energia s'ha convertit en un tema prioritari a nivell mundial, tractant d'impulsar la transició cap a les energies netes.

Les tecnologies de baixes emissions de carboni, com la integració de la generació elèctrica a partir d'energies renovables, la generació distribuïda (SB) i els vehicles elèctrics (IE), així com les polítiques europees que promouen el seu ús, exerceixen un paper fonamental en la reducció d'emissions i en la consecució dels objectius establerts en l'Acord de París. [3] A Europa, ^aquest creixement de l'interès per la sostenibilitat energètica ha estat impulsat per iniciatives com el Pacte Verd Europeu (Green Deal Europe), ^{que estableix com a objectiu prioritari aconseguir la neutralitat en carboni per a 2050. [4] Aquest Pla té} per objecte la transformació cap a un model econòmic europeu més sostenible i resilient. Així mateix, la Unió Europea ha adoptat una sèrie d'instruments legislatius per a complir els compromisos climàtics a llarg termini, entre els quals destaquen el Fit for 55, amb l'objectiu de reduir les seves emissions en almenys un 55% per a 2030. [5]

Seguint la línia marcada per Europa, el Govern d'Espanya va posar en marxa en 2022 el Programa PERTE de descarbonització industrial, com a Projecte Estratègic de Recuperació i Transformació Econòmica, l'objectiu de la qual és transformar el sector manufacturer cap a processos més sostenibles. [6] Aquest programa, com ^es pot observar en la figura 1, promou una sèrie d'objectius entre els quals es troba la descarbonització dels processos industrials. Així mateix, en l'informe «Emissions d'Efecte d'hivernacle» corresponent a 2022, el Ministeri per a la Transició Ecològica i el Repte Demogràfic d'Espanya assenyala que el sector industrial suposa el 18,4% del total de les emissions, per la qual cosa la descarbonització d'aquest sector és un pas fonamental per a aconseguir els objectius climàtics assenyalats. [1]

Sector industrial de la Comunitat Autònoma del País Basc

La Comunitat Autònoma del País Basc (CAPV), una de les regions més industrialitzades d'Espanya, ha adoptat un enfocament proactiu i ambiciós cap a la descarbonització industrial. Exemple d'això és el Net-Zero Basque Industrial Super Clúster (NZBIS), posat en marxa pel Govern Basc en 2023, que té com a objectiu impulsar la descarbonització de la indústria basca. [7] El ^Super Clúster pretén aconseguir l'objectiu de zero emissions mitjançant la descarbonització del consum d'energia i la millora de l'eficiència dels sectors industrials emissors. Dins del full de ruta per a la descarbonització de la CAPV destaca, entre altres, la utilització dels següents elements clau:

• Hidrogen verd: es considera tecnologia de primer nivell per a la substitució de fonts d'energia fòssils en sectors industrials difícils d'electrificar directament.
• Captura, utilització i emmagatzematge de carboni, que s'esmenta com una tecnologia de suport fonamental per a capturar _i emmagatzemar les emissions de CO₂ que no poden evitar-se mitjançant l'electrificació o l'ús d'hidrogen.
• Electrificació directa i calor renovable: l'electrificació directa dels processos industrials i l'ús de la calor renovable s'identifiquen com un enfocament primari.
• Eficiència sistèmica i circularitat: es consideren mesures secundàries però essencials, orientades a optimitzar l'ús dels recursos i minimitzar els residus en els processos industrials.

A causa de les peculiaritats dels sistemes productius, no existeix una solució vàlida per a tots els processos industrials. No obstant això, com se subratlla en la nota de [7], l'electrificació és una de les opcions amb major potencial per a la transformació dels processos industrials. La transició cap a sistemes de producció electrificats comporta grans reptes, com la incidència de l'increment del transport d'energia elèctrica que suposa l'electrificació en la infraestructura de la xarxa elèctrica. Per això, l'avaluació de la capacitat d'electrificació de la indústria basca és una estratègia clau per a la descarbonització. A partir d'aquestes idees, aquest article té com a objectiu analitzar les possibilitats de difusió d'aquesta mena de solucions.

Per a avaluar si la xarxa elèctrica basca està disposada a assumir l'electrificació de la indústria, el primer que cal fer és analitzar els processos productius de la indústria i identificar els que _més CO2 emeten. Així, en l'informe publicat al novembre de 2023 pel Super Clúster s'evidencia que el 68% dels GEI estan en mans de cinc grans sectors industrials: indústria cementera, acer, fosa, indústria del paper i refineries (veure figura 2).

La xarxa elèctrica basca està preparada per a assumir l'electrificació de la indústria?

La identificació de solucions tecnològiques específiques per a l'electrificació de processos industrials és una condició indispensable per a determinar si el teixit elèctric de la CAPV serà capaç d'assumir l'electrificació massiva de la indústria en la situació actual. En la Taula 1 es recullen els processos que es poden electrificar en cada sector industrial, així com les noves tecnologies elèctriques que es poden utilitzar per a substituir-los.

Una vegada identificades les indústries més contaminants, és necessari realitzar un estudi de les plantes referents basques relacionades amb aquestes indústries. En aquest estudi s'han analitzat un total de 22 tallers que es divideixen en: 3 cementeras, 11 d'acer, 4 foses, 3 de papereres i una de refineries. El 45,5% d'aquests tallers se situen en Bizkaia, el 36,36% a Guipúscoa i el 18,18% a Àlaba. A continuació, i en relació a la tecnologia de substitució, per a estimar l'increment de la demanda d'electricitat que es produirà després de l'electrificació dels processos per part de les indústries, a partir de les dades de consum energètic específic per tona que s'indiquen en la taula 1, s'ha calculat el consum energètic total anual. Paral·lelament, s'han utilitzat les produccions anuals de les fàbriques. Amb ells s'ha calculat la nova potència teòrica addicional que haurà de connectar-se a la xarxa elèctrica:

\(P_{addicional} (MW) = {\text{Consum total anual (MWh)} \over \text 8.760 hores/any}\)

L'últim pas és identificar el punt elèctric en el qual està connectada cada empresa. D'aquesta manera, coneixent la capacitat del nus de connexió de cada planta i calculant la nova potència addicional que pot requerir l'electrificació, s'ha avaluat si aquest punt de xarxa és capaç d'assumir l'electrificació de la planta. Els resultats de l'examen es resumeixen en la taula 2.

Conclusions

Dels resultats obtinguts es desprèn que, en l'actualitat, la infraestructura basca no està disposada a afrontar el procés massiu d'electrificació, ja que no seria capaç de satisfer el 85,7% de la demanda addicional prevista. D'aquestes noves demandes estimades, el 80,8% es repartirien en Bizkaia, el 17,7% a Guipúscoa i el 2% a Àlaba. Els resultats obtinguts coincideixen amb la distribució industrial de la CAPV, ja que la major part de la indústria basca està situada en Bizkaia. Més encara, tal com s'indica en la figura 3, el consum addicional previst en Bizkaia i Guipúscoa gairebé triplica el consum actual. D'altra banda, en el cas d'Àlaba, l'increment del consum d'electricitat no seria tan elevat. No obstant això, les estimacions realitzades indiquen que es necessitaria un increment del 50%.

Els resultats també demostren que en la majoria dels nodes de la xarxa elèctrica actual la capacitat és limitada i en la majoria dels casos insuficient. Per això, es pot concloure que seria necessari adoptar mesures per a reforçar la infraestructura actual. Millorar els nous transformadors, les línies de transmissió i distribució més fortes i els sistemes de protecció i control, entre altres. La modernització dels nodes permetria connectar majors càrregues elèctriques i millorar l'eficiència del sistema, reduint pèrdues i minimitzant el risc de sobrecàrrega. Per tant, per a garantir un futur sostenible és evident la necessitat d'inversions significatives i una planificació adequada.

Bibliografia

[1] Ministeri per a la Transició Ecològica i el Repte Demogràfic. 2023. “Inventari Nacional d'Emissions a l'Atmosfera. Emissió d'Efecte d'hivernacle, Sèrie 1990-2022”.
[2] Orús A 2023. “Emissions mundials de CO₂ de 1995 a 2023”. Statista.
[3] Consell de la Unió Europea. Acord de París sobre el canvi climàtic. El Consell Europeu.
[4] Consell de la Unió Europea. Pacte Verd Europeu. El Consell Europeu.
[5] Consell de la Unió Europea. Objectiu 55. El Consell Europeu.
[6] Ministeri d'Indústria, Comerç i Turisme. 2022. “PERTE Descarbonització Industrial. Projecte Estratègic per a la Recuperació i Transformació Econòmica”.
[7] Energia Clúster. 2023. “El Clúster d'Energia participa en la presentació de Net-Zero Basque Industrial SuperCluster en el Global Industrial Clústers Meeting 2023 del World Economic Fòrum, fent costat a SPRI, Iberdrola i Petronor”.
[8] Govern Basc, Grup SPRI. 2023. “Net-Zero Basque Industrial SuperCluster. Fòrum de Descarbonització de la Indústria.