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Waste Heat Recovery in Industrial Drying Processes

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Bombas de calor punteras para una fabricación más eficiente en materia de energía y con menos emisiones de carbono

Los métodos de secado representan entre el 10 y el 25 % del consumo de energía industrial en la Unión Europea (UE). El empleo de bombas de calor para recuperar y reutilizar el calor residual en los procesos de secado es muy prometedor para los sectores de gran consumo de energía de la industria manufacturera.

Cambio climático y medio ambiente
Energía

La mayor parte de la energía empleada hoy día en el secado procede de la quema de combustibles fósiles. Los quemadores de gas natural constituyen un ejemplo destacado. Diferentes industrias buscan sustituir los quemadores de gas por bombas de calor industriales. Las bombas de calor aumentan tanto la eficiencia energética como el calor renovable en la industria de transformación. «Las bombas de calor se utilizan mucho en edificios de viviendas —comenta Veronika Wilk, coordinadora temática del Centro para la Energía del Instituto de Tecnología de Austria y coordinadora del proyecto financiado con fondos europeos DryFiciency—. Sin embargo, este no es siempre el caso de las aplicaciones industriales».

Tecnología eficiente de recuperación de calor

El equipo del proyecto DryFiciency desarrolló y demostró satisfactoriamente dos tecnologías diferentes de bombas de calor industriales que convierten el calor residual en calor utilizable a temperaturas que alcanzan los 160 °C. El calor residual es la energía que no se utiliza y que, en consecuencia, se pierde, se desperdicia o se emite al medio ambiente. Las bombas de calor permiten reutilizar este calor. La alta temperatura hace que esta tecnología pueda emplearse en una gran variedad de procesos industriales. Las bombas de calor se pueden utilizar en industrias como, por ejemplo, la de alimentos y bebidas, la cerámica, la pasta y el papel, la textil y la química. A finales de agosto de 2021, cada uno de los dos sistemas de bomba de calor de ciclo cerrado del proyecto había funcionado ya durante unas 4 000 horas. En comparación con los quemadores de gas natural convencionales, los demostradores de bomba de calor permitieron un ahorro energético de hasta el 80 % y una reducción de las emisiones de carbono de aproximadamente un 80 %. Además de estas ventajas, el secado eléctrico con bombas de calor puede reducir hasta en un 20 % los costes de producción de los usuarios finales industriales. Con el uso de un tercer sistema de bomba de calor, se han secado más de 100 t de biomasa, lo que conllevó una mejora de más del 75 % en la eficiencia y capacidad de la secadora y una reducción del 70 % en el consumo de energía.

Allanar el camino para la absorción por el mercado

Antes de DryFiciency, se disponía de poco conocimiento sobre las bombas de calor industriales en general y de las bombas de calor de alta temperatura en particular. La comprensión del potencial del calor residual y la incorporación de bombas de calor de alta temperatura eran limitadas. «Sus posibilidades técnicas eran desconocidas para muchos usuarios finales industriales, pero también para intermediarios pertinentes, como los asesores energéticos, los diseñadores y los ingenieros de fábricas o los fabricantes de secadoras que querían aumentar la eficiencia de sus procesos», explica Wilk. Gracias a DryFiciency, las bombas de calor están ya presentes en los planes de muchos clientes industriales potenciales. Es más, los fabricantes de secadoras están muy interesados en mejorar la eficiencia de sus sistemas de secado integrando bombas de calor. Sander Geelen, miembro del Consejo asesor de expertos externos del proyecto y director ejecutivo de Geelen Counterflow, redobló la colaboración con los socios de DryFiciency. En octubre de 2021, la empresa neerlandesa había vendido tres secadoras totalmente eléctricas a China, Corea del Sur y Noruega. Curiosamente, los socios del proyecto han calculado el impacto de que la mitad de todos los procesos de secado industrial en la UE utilicen bombas de calor. Las contribuciones a los objetivos climáticos para 2030 en consonancia con el Pacto Verde Europeo serían considerables. Reducir el consumo de energía de 107 a 268 TW/h representa entre el 7 y el 18 % de la reducción del consumo de energía final que aún es necesario para cumplir con los objetivos climáticos de la UE. Las bombas de calor también reducirían las emisiones de carbono de 27 a 66 millones de t por año, lo que supondría entre el 3 y el 7 % de la reducción de emisiones requerida para 2030 en la UE.

Palabras clave

DryFiciency, bomba de calor, energía, secado, secadora, bomba de calor industrial, calor residual, quemador de gas, recuperación de calor

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