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Sustainable Production of Industrial Recovered Energy using energy dissipative and storage technologies

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Menos residuos, grandes ingresos: reutilizar la energía térmica industrial o rentabilizar su venta

Unos materiales y métodos novedosos ayudan a las industrias de gran consumo energético a capturar y reutilizar el calor residual. No solo reducen el consumo de energía y las emisiones, sino que el excedente puede venderse, lo que resulta positivo tanto para la industria como para la sociedad.

Cambio climático y medio ambiente
Tecnologías industriales
Energía

El sector industrial fue responsable del 37 % del total de consumo energético final y del 24 % de las emisiones mundiales en 2018. Entre el 20 y el 50 % de la energía utilizada en los procesos industriales se pierde en forma de gases de escape calientes, agua de refrigeración y pérdidas térmicas de los equipos y productos. En el proyecto SUSPIRE, financiado con fondos europeos, se ha aprovechado de esta valiosa oportunidad para recuperar y hacer uso del calor residual, lo que permite reducir el consumo general de energía y las emisiones, al tiempo que posibilita vender el excedente.

Un camino forjado a fuego

Los fluidos de transferencia de calor (FTC) y los materiales de cambio de fase (MCF) son parte integral de muchos sistemas de gestión térmica. Los FTC transfieren calor entre los materiales y los procesos por medio de intercambiadores de calor. Los MCF actúan como sistemas de almacenamiento de calor reversibles, que absorben o liberan calor durante los cambios de fase, tales como el derretimiento de un cubito de hielo o la congelación del agua. Fernando Santos de Azterlan, coordinador técnico del proyecto SUSPIRE, comenta: «Aunque los FTC y los MCF han tenido un papel importante en las centrales de energía solar, antes de SUSPIRE no se habían aprovechado para capturar, transferir y acumular la energía residual en plantas industriales de transformación».

Una cascada de eficiencia energética

En SUSPIRE se desarrollaron intercambiadores de calor novedosos y muy eficaces, junto con MCF innovadores, los cuales se integraron con un sistema de almacenamiento a largo plazo con vistas a la reutilización o comercialización. Un MCF con base de silicio (inorgánico) almacena el calor procedente de los gases de escape a temperaturas superiores a los 500 ºC para que pueda utilizarse en otros procesos de alto consumo energético en la misma planta. Un MCF orgánico en el intercambiador de calor, a través del que pasa el vapor de un autoclave industrial (Boilerclave®) de alta temperatura, permite que el calor se recicle de nuevo en el Boilerclave® para generar más vapor. En SUSPIRE se explotó también el almacenamiento subterráneo de energía térmica en pozos, aprovechándose el propio suelo como material almacenador. Según Santos, «en SUSPIRE se aprovechó esta energía térmica para acumular de forma estacional el calor procedente de los sistemas de refrigeración de los equipos y el excedente de los sistemas de recuperación energética de SUSPIRE. Este calor puede usarse para acondicionar espacios y calefactar oficinas en función de las necesidades. También puede comercializarse y venderse a terceros para destinarlo a la calefacción». Por último, en SUSPIRE se desarrolló un «software» a medida para identificar las variables críticas y ajustar los parámetros del proceso con el fin de reducir el consumo energético debido a la generación de escoria.

Todo el mundo sale ganando

Las tecnologías se probaron en una empresa de moldeado a cera perdida; las etapas del proceso incluyeron la fabricación de moldes de cera, la construcción de carcasas, el desparafinado, la cocción, la fusión y el vertido. También se incluyó la calefacción y refrigeración de la zona de oficinas. El ahorro energético total logrado fue de aproximadamente el 16 %, combinándose la reducción del consumo con el excedente disponible para la venta a terceros. En una evaluación del ciclo de vida se predijo una reducción del 22 % de las emisiones de CO2 con estas tecnologías en cascada. TELUR, socio del proyecto, está negociando actualmente la venta del excedente de energía térmica para abastecer un centro deportivo local, lo que podría reducir a la mitad su demanda de gas natural. Varios avances han superado con creces el nivel de preparación tecnológica previsto y las pymes se encuentran en diferentes fases de negociación e instalación de sus tecnologías con clientes. Muchos de los desarrollos pueden aplicarse de modo individual y no se limitan a la industria de transformación. El modelo de negocio permite a los proveedores energéticos invertir en tecnologías de recuperación y acumulación de energía en plantas industriales y obtener beneficios vendiéndola a terceros, tales como empresas, estadios deportivos o complejos de apartamentos. De este modo se fomenta la inversión, se reducen las emisiones y se beneficia a la comunidad. Santos concluye: «El uso de la energía residual recuperada puede romper las barreras entre las industrias de transformación y la sociedad, convirtiendo su coexistencia en una oportunidad y no en una amenaza».

Palabras clave

SUSPIRE, energía, calor, emisiones, industriales, MCF, almacenamiento, calor residual, gases de escape, intercambiador de calor, almacenamiento subterráneo de energía térmica en pozos, fundición, eficiencia energética, industria de transformación

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