La oportunidad oculta de la transmisión de energía verde

Por Florian Bayer

La transición a la energía limpia es trascendental. Solo en Europa, los países están compitiendo para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en un 55 por ciento (en comparación con los niveles de 1999) y aumentar la capacidad de generación renovable hasta un 40 por ciento para fines de la década.

Además, cambiar la combinación energética requiere una infraestructura ampliada, mejorada y equipada para la transmisión de energía verde. De hecho, según un cálculo reciente de BloombergNEF, se necesitan más de 150 millones de kilómetros de nuevas líneas eléctricas en todo el mundo, más del doble de la longitud de la red actual.

“El esfuerzo requerido es enorme”, dice Christina Iosifidou, “pero también presenta un enorme potencial para la descarbonización a lo largo de la cadena de valor, desde las materias primas hasta los productos manufacturados”.

Iosifidou está en la búsqueda de forjar las asociaciones necesarias para esta empresa. Como Directora de Sustainability Grid Technologies en Siemens Energy, reúne continuamente a proveedores, clientes y colegas para crear colaboraciones innovadoras para la acción climática.

Por eso está encantada de unir fuerzas con Matthias Dürr y Marie Jaroni, los directores de sostenibilidad de Amprion y thyssenkrupp. Junto con Siemens Energy, las empresas están trabajando en una de las conexiones nuevas de alto voltaje más grandes de Alemania, Ultranet, una línea de 340 kilómetros de largo diseñada para llevar la energía eólica desde el norte hasta donde se necesita con urgencia, en el sur.

Si bien Ultranet en última instancia ayudará a allanar el camino para un sistema de energía climáticamente neutral dentro de Europa, "conocemos las tecnologías necesarias para fomentar la transición energética", dice Iosifidou, "pero también debemos preguntarnos ¿cómo podemos reducir las emisiones en nuestra cadena de suministro?"

Amprion es uno de los cuatro operadores de sistemas de transmisión en Alemania, que cubre especialmente el oeste del país. En 2022, la compañía ya se había fijado un objetivo de reducción de emisiones de CO2 de fuentes propias y energía comprada, comúnmente conocidas como emisiones de Alcance 1 y 2.

Ahora, para 2032, Amprion también tiene como objetivo reducir las emisiones de Alcance 3 en un 60 por ciento, es decir, las emisiones hacia arriba y hacia abajo en su cadena de valor de los bienes o servicios adquiridos de los que son indirectamente responsables.

“Todos queremos llegar a ser neutrales en carbono, y todos tenemos que hacerlo”, dice Matthias Dürr, Director de Asuntos Europeos y Gestión de Sostenibilidad de Amprion. No solo para cumplir con el marco y la taxonomía de la UE, sino también porque la sostenibilidad se ha convertido en un activo cada vez más importante. Un ejemplo son los bonos verdes en el mercado internacional de capitales, que son necesarios para sus propias inversiones. El primer bono verde de este tipo de Amprion con un volumen de 1,800 millones de euros fue un gran éxito. Amprion tiene previsto emitir principalmente bonos verdes en el futuro para financiar las inversiones necesarias.

Las inversiones son enormes: dado que muchas de las plantas de energía renovable se ubicarán en alta mar y en lugares diferentes a las plantas de energía nuclear y de carbón anteriores, se deberán construir nuevas líneas de transmisión de energía desde cero para transportar la energía a los centros urbanos y la industria. Amprion prevé invertir alrededor de 22,000 millones de euros en la transformación del sistema energético hasta 2027.

Uno de estos proyectos es el enlace de energía Ultranet, que actualmente está en marcha: una importante nueva conexión de corriente continua de alto voltaje (HVDC) que transmitirá unos 2,000 megavatios de energía eléctrica en ambas direcciones. “El proyecto”, dice Iosifidou, “es un ejemplo perfecto de cómo las empresas unen fuerzas para abordar las emisiones”.

"Con mucho, nuestra mayor parte de las emisiones proviene de las pérdidas eléctricas dentro de la red", dice Dürr, "cuanto mayor sea la distancia de transmisión, mayores serán las pérdidas". La reducción de esas pérdidas depende de la eficiencia de los transformadores que se utilicen. Pero también se puede combinar con la minimización de las emisiones de la cadena de suministro.

La planta de fabricación de transformadores de Siemens Energy en Nuremberg, Alemania, es uno de los lugares donde se lleva a cabo la transición ecológica. Es un impresionante complejo de vastos edificios industriales a las afueras del centro de la ciudad. Dado que los requisitos de las estaciones transformadoras varían según su finalidad, todos los transformadores que se construyen aquí se fabrican a medida.

Stefan Pieper es uno de los ingenieros con más experiencia de Siemens Energy en este campo. “Una vez instalados, los transformadores funcionan durante más de 40 años”, dice Stefan Pieper. “Por eso vale la pena usar la ventana de oportunidad actual”. Alemania prevé instalar 30 gigavatios con energía eólica marina hasta 2030, lo que requerirá decenas de transformadores nuevos. Ultranet solo requiere 39.

“Nuestras propias emisiones ascienden a menos del 1 por ciento de las emisiones a lo largo de la cadena de valor de nuestros productos”, dice Iosifidou. El resto de las emisiones proviene de sus materiales de origen y el uso posterior de sus productos (emisiones de Alcance 3), una de las razones por las que Siemens Energy se está asociando con otros.

Ya se ha realizado un gran esfuerzo para reducir su propia participación de menos del 1 por ciento, por ejemplo, electrificando la flota de automóviles y las carretillas elevadoras. Además, actualmente se están construyendo cinco grandes hornos de secado power-to-heat para reemplazar los antiguos secadores a gas en Nuremberg. El uso de los nuevos hornos de secado ahorra hasta 1,600 toneladas de CO2 equivalente al año.

El mayor apalancamiento, según Pieper, es el factor de eficiencia del transformador. “Los transformadores modernos pueden funcionar con solo un 0.3 por ciento de pérdidas, lo que ya es excelente”, dice Pieper. “Sin embargo, vale la pena financiera y ecológicamente mejorar aún más”. Estos son puntos que también atraen a los clientes de Siemens Energy, agrega.

Otro gran cambio en la fabricación de transformadores es el uso de material reducido en carbono. Para los transformadores Ultranet pudimos utilizar acero verde, lo que nos ha permitido ahorrar más de 200 toneladas de emisiones de CO2e por transformador.

“Las tecnologías de red como los transformadores”, dice Christina Iosifidou , “tienen más del 95 por ciento de sus emisiones en el Alcance 3. Los principales contribuyentes de emisiones en nuestra cadena de suministro de transformadores son el acero y el cobre”.

Para los transformadores Ultranet, Siemens Energy está utilizando acero eléctrico, llamado “Bluemint”. El acero se produce con emisiones de CO2 reducidas en thyssenkrupp , con sede en Duisburg y Essen, Alemania, pero viene con exactamente los mismos estándares de calidad y un factor de eficiencia significativamente mayor.

La producción de acero, con sus altas temperaturas y sus complejos procesos de fabricación, consume mucha energía, dice la directora de Descarbonización y Sostenibilidad de Thyssenkrupp, Marie Jaroni. Por lo tanto, el potencial para ahorrar aún más emisiones de carbono es enorme: "La industria siderúrgica alemana representa el siete por ciento de la producción total de CO2 del país".

Actualmente, thyssenkrupp está construyendo una planta de reducción directa que funciona con mineral de hierro con oxígeno reducido en lugar de quemar carbón en su acería de Duisburg, que estará operando para 2027. Mediante el uso de hidrógeno y monóxido de carbono, el mineral de hierro se está transformando en lo que se denomina “hierro de reducción directa” a través de la reducción de oxígeno. Esto ayuda a evitar calentar el mineral hasta su punto de fusión y evitar un porcentaje significativo de emisiones de carbono.

“Pero ahora ya optimizamos todos nuestros procesos para ahorrar emisiones”, dice Jaroni. Por mencionar solo un ejemplo, thyssenkrupp ya lleva varios años utilizando materiales reciclados en los altos hornos.

Una de las razones por las que esto vale la pena: los certificados de CO2 que ponen precio a las emisiones de carbono van a ser cada vez más caros. Por eso, en un futuro próximo, el acero reducido en carbono será el único acero que se produzca.

Sin embargo, todavía ve la necesidad de más marcos políticos y planes maestros, no solo en Alemania, sino a nivel europeo. “Tendremos una enorme necesidad de energía e hidrógeno verde. Para nosotros es esencial que la cuestión de la disponibilidad de bienes como el hidrógeno se aborde pronto”. Además, también se necesitan definiciones legales precisas, por ejemplo, de lo que cuenta como "acero verde", "hidrógeno verde", etc. Este aporte debe provenir del lado político, dice Jaroni.

La producción de acero con reducción de carbono es solo uno de los muchos ejemplos del esfuerzo a gran escala de toda la transformación energética, ya que están ocurriendo muchos cambios complejos al mismo tiempo: la energía renovable se está incrementando mientras la generación de energía se desvincula del carbón, el petróleo y el gas. Los parques eólicos requieren redes eléctricas más fuertes y adicionales.

Cuando una de las empresas reduce su huella de carbono a lo largo de la cadena de valor, todo el producto, todos los socios y la sociedad en su conjunto se benefician de ello. Y esta conciencia ahora ha llegado a todas las esferas de los negocios.

“Ser pioneros en la transición energética puede ayudar a obtener nuevas cuotas de mercado en un negocio que, por lo demás, es muy competitivo”, dice Iosifidou, “las empresas se vuelven más atractivas para los clientes finales”. Al final, es una situación en la que todos ganan, no solo para los tres socios, sino para la sociedad en su conjunto.

Abril, 2023

Florian Bayer es un periodista independiente con sede en Viena, Austria, donde ha escrito para Zeit Online, Der Standard y Wiener Zeitung.

Créditos combinados de imagen y video: Anna Schroll en Siemens Energy Nuremberg; Frank Peterschröder en Amprion en Duisburg; Rainer Kayser en thyssenkrupp en Essen