‘Chemestry powers energy’ (‘La química impulsa la energía’) fue el título de la conferencia de prensa anual sobre la I+D de BASF, celebrada el pasado 7 de mayo en las instalaciones del Grupo en Ludwigshafen (Alemania)

BASF hace de la química el mejor aliado de la eficiencia energética

David Muñoz13/05/2013
Materiales metal-orgánicos de alta porosidad que aumentan notablemente la capacidad de almacenamiento de gas natural; techos solares transparentes equipados con electrodos capaces de generar energía fotovoltaica en los propios vehículos; cables ‘superconductores’ que optimizan el transporte de electricidad a través de las diferentes redes; productos que mejoran la generación de energía en los aerogeneradores… Son sólo algunos ejemplos de las líneas de investigación en las que ha venido trabajando BASF en los últimos meses con el objetivo de optimizar la generación, transporte y uso de la energía mediante innovadoras soluciones químicas.
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La conferencia de prensa ‘Chemestry powers energy’ (‘La química impulsa la energía’) tuvo lugar el pasado 7 de mayo en las instalaciones del Grupo BASF en Ludwigshafen (Alemania).

La I+D sigue jugando un lugar primordial en BASF. De hecho, entre las líneas estratégicas del Grupo para los próximos años está la de alcanzar en 2020 un volumen de ventas de 30.000 millones de euros únicamente con productos lanzados al mercado desde el año 2010. Y según señala el director de I+D del Grupo y miembro de su Junta Directiva, Dr. Andreas Kreimeyer, BASF va por el buen camino en la consecución de tan ambicioso objetivo, como demuestran los registros alcanzados por la compañía en 2012 en materia de I+D. El pasado año, lanzó más de 250 nuevos productos al mercado, a los que si se añaden nuevas formulaciones y la optimización de productos que ya estaban en el catálogo, la cifra de innovaciones se elevaría a varios miles de referencias. Otro dato significativo: en 2012, BASF ya consiguió que sus ventas de productos con menos de cinco años en el mercado alcanza los 8.500 millones de euros.

Es evidente que todo esto sería imposible si en BASF no hubiera una clara vocación innovadora y una firme apuesta por invertir buena parte de sus recursos en la Investigación y Desarrollo. En este sentido, hay datos muy clarificadores, como los cerca de 1.700 millones que destinó la compañía en 2012 a trabajos de I+D (un nuevo récord en su historia, que será batido una vez más este año), los 10.500 trabajadores que se dedican dentro de la estructura de BASF a estas tareas, las 1.200 patentes que registró la compañía el pasado año o los alrededor de 3.000 proyectos en los que esta firma está trabajando actualmente para dar respuesta a los actuales y futuros desafíos del mercado. Todo ello con el gran objetivo corporativo de “crear química para un futuro sostenible”.

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MOFs (Metal-Organic Frameworks).

Este gran despliegue de recursos en I+D está siendo reconocido a nivel mundial a través de diferentes rankings. Por ejemplo, BASF ocupa ya la posición 23 en la lista de las 50 empresas más innovadoras de todo el mundo, elaborada por la prestigiosa consultora internacional Boston Consulting Group, encabezando además el grupo de las empresas químicas. También es digna de destacar su presencia en el Índice de Patentes desarrollado por el WHU – Otto Beisheim School of Management y publicado todos los años para la industria química. Basándose en el actual catálogo, este índice compara los impactos de las patentes y la fortaleza innovadora de las diferentes compañías, dando como resultado en su última versión de 2012 que BASF ocupa claramente lo más alto de este ranking por cuarto año consecutivo.

Un aspecto que también es clave en la labor de I+D de BASF es su firme decisión en colaborar con otras entidades investigadoras, formativas y académicas, desarrollando así numerosos trabajos interdisciplinares y de cooperación internacional. La compañía trabaja hoy, al más alto nivel, con más de 600 universidades, institutos tecnológicos y otras empresas de todo el mundo.

Globalización de las actividades en I+D

Conocido el potencial de crecimiento que aún presentan diversas regiones del mundo en vías de desarrollo, BASF también se ha planteado, como otra de sus grandes líneas estratégicas, fomentar su labor de I+D en estas zonas. En concreto, su objetivo pasa por que en el año 2020 el 50% de su labor de I+D se haga ya fuera de Europa, con la intención de mejorar así el acceso a los clientes, al talento y a los centros de innovación de estas regiones.

En este sentido, durante el 2012 ya se dieron importantes hitos, como la apertura de siete nuevos laboratorios en Asia y Estados Unidos y la ampliación de varios de los que ya estaban en funcionamiento en aquellas regiones. Con todo ello se ha contribuido a que el porcentaje de I+D desarrollado el pasado año por BASF fuera de Europa pasase de un 24% a un 27%.

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Material magnetocalórico.

Una de las iniciativas más importantes en esta tendencia globalizadora de la I+D ha sido la reciente apertura del Campus de Innovación para Asia-Pacífico en Shangái, donde ya están trabajando cerca de 450 científicos de 17 áreas de negocio diferentes, y que se ha convertido en la instalación más importante de I+D de BASF en la región.

En cuanto a EE UU, una de las actuaciones más interesantes ha sido, sin duda, la apertura del nuevo laboratorio de poliuretanos termoplásticos (TPU) en Wyandotte (Michigan) donde la compañía tiene previsto desarrollar nuevos productos en colaboración directa con sus clientes de los sectores de la automoción, la construcción y el deporte.

BASF consiguió en 2012 que sus ventas de productos con menos de cinco años en el mercado alcanzaran los 8.500 millones de euros

Nuevas áreas de negocio

En su estrategia de “Nosotros creamos química” BASF está en la búsqueda constante de nuevas áreas de actividad donde poder aportar sus soluciones. Éstas vienen dadas principalmente por el crecimiento que se espera de la población mundial durante los próximos años, es decir por el ámbito de los recursos, del medio ambiente-clima, de la alimentación–nutrición y de la calidad de vida. Sobre estas bases, la compañía ha identificado once nuevos campos de trabajo que comparten características: ofrecen potencial de negocio, existen altas barreras de entrada y requieren de la aportación de la química para poder progresar.

Los materiales empleados en las baterías es un claro ejemplo de la aproximación que quiere adoptar BASF a la hora de entrar en estas nuevas áreas de trabajo. Las baterías suponen un elemento crítico para la electromovilidad y actualmente son caras, presentan densidades energéticas bajas y envejecen demasiado rápido. La movilidad del futuro requiere de materiales innovadores que doten a esas baterías de un mayor rendimiento, de más autonomía y de un menor coste. BASF ha aceptado este reto desarrollando materiales y componentes para las baterías que hay actualmente en el mercado y para las próximas generaciones. En 2012, estas actividades fueron aglutinadas en la nueva unidad de negocio del grupo llamada ‘Battery Materials’ desde la que se están desarrollando ya importantes innovaciones, como las tecnologías litio-azufre y litio-aire, y que se está potenciando con notables inversiones, compra de empresas y cooperaciones con centros científicos.

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Electrodos fotovoltaicos.

La química, clave en el suministro de energía eficiente

Las previsiones indican que el incremento de población que se espera para los próximos años hará que la demanda de energía se incremente en un 50% hasta el año 2050, y ese incremento deberá ser satisfecho mediante fórmulas seguras, económicas y respetuosas con el medio ambiente.

Las mismas previsiones señalan que el consumo de combustibles fósiles (carbón, gas natural y petróleo) seguirá creciendo para generar electricidad y para facilitar la producción industrial, mientras que la generación exenta de emisiones de CO2 basada en energías renovables seguirá siendo mirada con mucho interés en todo el mundo pero su participación sobre el total se mantendrá baja. Los requerimientos asociados a la distribución de la electricidad así como su almacenamiento y uso representan hoy obstáculos insuperables para muchos países.

En el caso de Alemania, por ejemplo, su objetivo de mantenerse como una referencia mundial en materia de energías renovables (su plan energético pasa, entre otras cosas, por el desmantelamiento de las instalaciones nucleares) va a requerir enormes inversiones en ciencia e investigación. El ‘Energiewende’ (plan alemán de transición energética hacia las energías renovables) es un plan tan ambicioso que supone prácticamente la remodelación de todo su sistema de suministro energético. Una transformación que requiere, entre otras cosas, un incremento en la eficiencia de las energías renovables, el desarrollo de soluciones de almacenamiento prácticas que permitan acudir a ellas en casos de emergencia, la expansión y la adaptación de las redes de transporte y distribución y continuar tomando medidas que garanticen la generación de energía eficiente. En todo ello la química tiene que jugar un papel fundamental, no sólo como gran consumidor de energía, sino también como desarrollador de nuevas soluciones que puedan contribuir a mejorar esa eficiencia y a proteger al mismo tiempo nuestro medio ambiente.

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Composites ligeros para las palas de los aerogeneradores.

Soluciones BASF para el suministro energético de hoy y de mañana

Aplicaciones innovadoras como la electromovilidad sólo pueden hacer realidad su promesa de sostenibilidad empleando energías regenerativas. Sin embargo, debido a la ineficiencia de muchas de las tecnologías empleadas hasta la fecha, sus costes son en ocasiones incontrolables.

En el caso concreto de las renovables si la electricidad quiere ser suministrada de forma rentable y segura, la solución pasa por desarrollar materiales para aerogeneradores o instalaciones fotovoltaicas basados en un proceso de fabricación más eficiente, garantizando que esos componentes sean además robustos y duraderos en el tiempo.

BASF se ha propuesto contribuir a que todos estos requerimientos sean posibles lanzando nuevas e innovadoras soluciones. Por ejemplo, para el sector de la energía eólica, la compañía ha desarrollado soluciones químicas inteligentes y específicas para cada cliente capaces de hacer más eficiente la producción de energía y de aumentar la resistencia de las palas de los aerogeneradores al estrés que sufren estas estructuras. Algunos ejemplos de estas soluciones son: espumas PET Kerdyn para el interior de las palas, sistemas epoxy, adhesivos y recubrimientos para las aspas, morteros especiales, aditivos y recubrimientos para las torres y las bases de los aerogeneradores, lubricantes y fluidos hidráulicos para los mecanismos de las nacelles, etc.

En cuanto a la energía solar, donde la química puede contribuir decisivamente en hacer los paneles más eficientes, en aumentar los campos de aplicación y en incrimentar la vida útil de los sistemas, BASF también está contribuyendo en un mayor desarrollo con soluciones como sus plásticos Ultramind, sus aditivos Uvinul e Irganox (incrementan significativamente la durabilidad de los paneles), o el sistema de fundición de poliuretano Colo-Fast para el encuadre de los módulos fotovoltaicos.

De cara a la próxima generación de fotovoltaica, BASF está también investigando con materiales que permitan una conversión energética altamente eficiente, manteniendo factores como la ligereza, la semitransparencia o la flexibilidad. A través de menores gastos en la instalación y de materias primas más económicas se logrará reducir los costes de las futuras aplicaciones.

Almacenaje, transporte y uso de la energía

La energía renovable no está disponible las 24 horas de los 365 días del año, por lo que el almacenaje de ésta es uno de los grandes desafíos. En este sentido BASF está trabajando intensamente en ámbitos como las tecnologías móviles de almacenamiento, con baterías capaces de acumular los excesos de electricidad generados por los aerogeneradores y/o módulos fotovoltaicos para estabilizar el sistema de suministro. Otra tecnología que presenta grandes oportunidades es la denominada Metal Organic Frameworks (MOF) desarrollada para almacenar gases y que ya se está mostrando muy eficaz a la hora de mejorar la capacidad de almacenaje de gas natural en los automóviles que se mueven con este combustible. Esta estructura metal-orgánica tridimensional ofrece una gran superficie interna de almacenamiento (hasta 10.000 m2/g), lo que unido a su alta porosidad permite almacenar mayores cantidades de gas en los tanques y, por ende, aumentar la autonomía del vehículo.

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Materiales para baterías que facilitan la electromovilidad.

En cuanto al almacenamiento estacionario, se sigue trabajando en sistemas electroquímicos a gran escala que en un futuro serán capaces de hacer frente a picos en el suministro y de proporcionar energía cuando no sople el viento o no haya sol.

Además, como mayor proveedor mundial, BASF proporciona a las plantas termoeléctricas una gran cantidad de nitrato de sodio producido sintéticamente.

También es interesante en materia de almacenamiento la línea de trabajo seguida por BASF de usar el exceso de electricidad generado por instalaciones eólicas y fotovoltaicas para producir hidrógeno o metano.

Respecto al transporte de la energía, el Grupo está trabajando en aspectos como los superconductores, que pueden transportar hasta 50 veces más de energía en comparación con los actuales cables de cobre, reduciendo además las pérdidas de energía durante el transporte.

Por último, en cuanto al uso eficiente de la energía, BASF tiene abiertas diferentes líneas de trabajo como los materiales magnetocalóricos que se calientan cuando entran en un campo magnético y se enfrían cuando salen. También en diodos orgánicos de emisión de luz, en composites ligeros que reemplazan al metal en industrias como la automoción, o en innovadores materiales aislantes que incrementan la eficiencia en sectores como la construcción.

En su estrategia de “Nosotros creamos química” BASF está en la búsqueda constante de nuevas áreas de actividad donde poder aportar sus soluciones
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Nitrato de sodio para el almacenaje de energía solar.

En resumen, BASF ha asumido el reto de proporcionar, a través de la química, soluciones innovadoras que permitan generar, transportar y consumir la energía de forma más eficiente y sostenible con el medio ambiente, y sus últimos desarrollos son una clara constatación de que va por el buen camino.

Soluciones innovadoras que aumentan el potencial de la energía fotovoltaica

Dr. Peter Erk, responsable de Investigación de Sistemas OPV en BASF SE, resumió en su ponencia titulada ‘Soluciones innovadoras que aumentan el potencial de la energía fotovoltaica’ algunas de las últimas líneas de trabajo encaminadas a reducir los costes de generación, que pasan por incrementar la eficiencia, por aprovechar las ventajas de las economías de escala y por automatizar la producción. El coste de los módulos de silicio cristalino ha pasado de 3 euros/Wp en el año 2006 a 1 euro/Wp en 2012, con perspectivas de llegar a 0,5 euros Wp en 2018. Hay incluso nuevos elementos como la pasta de plata que van a contribuir a reducir aún más esos costes.

Pero también es importante reducir los costes de las instalaciones, con nuevas soluciones que faciliten la integración de los módulos en los edificios. En este sentido, estos costes se han reducido a la mitad de 2006 a 2012 y la tendencia para los seis próximos años es que se mantenga estable. Ya hay en el mercado soluciones plásticas que permiten la instalación de estos paneles con un simple click, con sistemas modulares que proporcionan una buena ventilación y un óptimo drenaje. Además, su bajo peso facilita la sustitución de estos módulos por otros en caso de incidencia.

De cara al futuro en BASF ya se trabaja en un nuevo nivel de fotovoltaica con productos como revolucionarias películas solares de mayor eficiencia y mínima anchura, o techos solares transparentes para vehículos basados en celdas solares que hacen invisibles los electrodos.

Sistemas ‘multi-material’ para potenciar la eficiencia de las plantas eólicas

Dr. Holger Ruckdäschel, responsable de Investigación en Sistemas para Energía Eólica, mostró a través de su conferencia el enorme potencial de crecimiento que aún atesora la generación de energía eólica, de tal forma que si en 2012 la capacidad instalada en todo el mundo era de 45 GW, para 2020 se espera que ya ronde los 66 GW, siendo Asia la región con un mayor desarrollo.

BASF quiere hacer posible este crecimiento bajo los criterios de sostenibilidad y eficiencia, y en su catálogo ya ofrece un gran número de soluciones para los diferentes componentes de los aerogeneradores (palas, nacelles, torres…) como sistemas epoxy, adhesivos, recubrimientos, espumas estructurales, fluidos hidráulicos, protecciones para cables, etc.

A través de los sistemas ‘multi-material’ se gana en eficacia bien a través del propio uso eficiente de los materiales, bien mediante las nuevas oportunidades que se abren en fabricación y dimensionamiento. Gracias a la aportación de los equipos de expertos interdisciplinares y a los contactos que mantiene BASF con la propia industria eólica, la compañía espera crecer notablemente durante los próximos años en este sector.

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Materiales para baterías de litio-ion.
Almacenaje mediante MOFs de gas natural

Dr. Ulrich Müller, experto ejecutivo de Zeolitas y MOFs en BASF SE, profundizó en su ponencia en las nuevas posibilidades que se abren en el almacenaje de gases con el empleo de los MOFs (Metal-Organic Frameworks). La compañía viene trabajando en estos ‘esqueletos’ metal-orgánicos porosos desde hace más de una década y ahora anuncia que ya está en disposición de fabricar MOFs de aluminio para su comercialización, de una forma ecológica, segura y económica. Estas estructuras se caracterizan por estar conformadas por materiales muy porosos y por tener una gran superficie interna de almacenamiento. Un gramo de polvo de esta sustancia ofrece áreas de almacenamiento de más de 10.000 m2. Esta extraordinaria propiedad habilita a los MOFs a almacenar grandes cantidades de gas natural. Cuando esta tecnología se emplea en los depósitos de vehículos impulsados por gas, se puede almacenar más combustible y, por tanto, se gana en autonomía.

Gestión de la energía eléctrica para garantizar redes y aplicaciones eficientes

La conferencia de prensa de I+D de BASF contó con una ponencia de Dr. Carla Seidel, responsable de Innovación en la Unidad de Negocio de Energía, quien resumió las diferentes soluciones que puede proporcionar esta firma en la generación, transporte y consumo de energía, reduciendo, por ejemplo, las pérdidas en la distribución de energía por las redes eléctricas hasta en un 7%, optimizando el almacenaje de la energía procedente de las fuentes renovables, disminuyendo las pérdidas en el consumo energético de las industrias en hasta un 20% o mejorando la eficiencia en el consumo doméstico en valores de hasta el 95%.

Bajo una permanente colaboración con institutos tecnológicos líderes en la materia, BASF busca aprovechar su competencia y su know how en la industria química para desarrollar soluciones que permitan aprovechar al máximo los recursos energéticos, y que permitan al cliente final comprobar el valor práctico de la investigación científica.

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