La industria pesada demanda altas temperaturas para sus procesos, algo a lo que la electrificación no puede responder. Los ladrillos térmicos pueden ser una solución ágil e inmediata para conseguir calor descarbonizado aquí y ahora, a la espera de que tecnologías como el hidrógeno verde maduren, sean competitivas, y escalables.
Imaginemos un modesto ladrillo calentado como en una tostadora, un sistema calefactor que convierte en calor la energía eléctrica procedente de fuentes renovables, solo que con mucha mayor potencia que una tostadora típica. Y ahora, por seguir imaginando, situemos una buena pila de estos ladrillos tostados calientes en un contenedor de acero, capaz de mantenerlos calientes durante horas, días incluso; y ojo porque allí dentro se pueden superar los 1.500 grados centígrados. De manera que, cuando llega el momento de utilizar esa temperatura descomunal, entran en acción unos ventiladores que soplan aire a través de los ladrillos, y lo conducen, a casi 1.000 grados centígrados, hacia donde sea necesario.
Pues bien, estas baterías térmicas existen: las ha creado la startup californiana Rondo Energy, tienen una vida útil estimada de 50 años, y necesitan unas cuatro horas de carga (de electricidad procedente de la eólica o de paneles solares) para garantizar calor constante, día y noche, bajo demanda. Pueden utilizarse para fabricar cemento o acero, convertir el calor en vapor o ayudar a controlar la temperatura de los reactores. Ya hay un prototipo comercial funcionando en las instalaciones de Calgren Renewable Fuels en Pixley, California, donde se produce etanol, biodiésel y RNG (gas natural renovable).
Una solución alternativa a la industria pesada
El MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts por sus siglas en inglés) presenta esta tecnología como The hottest new climate technology is bricks, haciendo un juego de palabras con hottest, que puede significar tanto ‘la más novedosa’ como ‘la más caliente’. Y la plantea como una solución, brillante por su sencillez, ante los requerimientos de la industria pesada, que necesita altas temperaturas para sus procesos, y, ante la imposibilidad de energías limpias como la solar o la eólica de generarlas de manera constante, tira de combustibles fósiles como el gas natural.
“Este sector, a diferencia de otros como el residencial, presenta mayores retos para su electrificación, que es la forma más eficiente de descarbonizar y se debe priorizar para alcanzar los objetivos de limitar el aumento de temperaturas a 1,5ºC”, precisa María Manzano, analista de energía de la Fundación Renovables. “El principal motivo por el que resulta más difícil de electrificar es por la demanda de altas temperaturas por parte de algunas actividades como la metalúrgica o la cerámica. En algunos procesos se pueden alcanzar y superar fácilmente los 1.500ºC. Cuando el salto térmico es tan alto, electrificar el consumo supone una gran pérdida de eficiencia”, detalla.
A pesar de que las emisiones globales de la industria se redujeron un 1,7% en 2022, hasta las 9,2 Gt, según el último informe de la Agencia Internacional de la Energía (en inglés IEA), sigue siendo responsable de aproximadamente una cuarta parte del CO2 que los humanos soltamos a la atmósfera. “El mayor aumento sectorial de emisiones en 2022 provino de la generación de electricidad y calor, cuyas emisiones aumentaron un 1,8% o 261 Mt. En particular, las emisiones globales de la generación de electricidad y calor a carbón crecieron 224 Mt o un 2,1 %, lideradas por las economías emergentes en Asia”, observa la investigación.
Según datos del organismo internacional, el calor es el uso final de energía más grande del mundo: en 2021 supuso casi la mitad del consumo total, significativamente más que la electricidad (que representó un 20%) y el transporte (un 30%). Los procesos industriales son responsables del 51% de ese global de energía consumida, según añade.
Ladrillos para aprovechar el exceso de energía limpia
El producto de Rondo Energy es significativo, por lo avanzado, pero lo cierto es que universidades y empresas de todo el planeta están trabajando en sistemas para capturar el calor generado por energía limpia y almacenarlo en ladrillos o en otros materiales. Por ejemplo, Antora Energy, también con sede en California, anuncia su propio sistema, que utiliza bloques de carbono. Unos y otros, con sus matices y particularidades, definen sus baterías térmicas como una forma de electrificar, aunque de manera indirecta, la industria, y como una oportunidad para aprovechar el exceso de generación de renovables (momento en el que la energía está más barata) y transformarlo en calor.
Se trata de un acelerador de las renovables, y de una solución a corto plazo, disponible aquí y ahora, escalable y a precio competitivo, asegura John O’Donnell, CEO y fundador de Rondo Energy en un ‘podcast’ de ‘The Wharton Current’ sobre calor industrial descarbonizado. “El primer problema es económico, el segundo, de calor”, insiste. Se refiere a que otras tecnologías muy prometedoras para aportar calor descarbonizado a la industria, como el hidrógeno verde (solución defendida por Manzano siempre que se genere en la propia planta o complejo industrial, para evitar fugas, que se traducen en pérdidas de energía) son, hoy por hoy, caras, poco eficientes y “no financiables”, por no estar aún lo suficientemente maduras.
“El hidrógeno verde podría escalar y ser viable económicamente en la próxima década”, calcula la consultora McKinsey cuando analiza el camino hacia las cero emisiones netas que han de emprender nueve sectores clave, y aborda, en concreto, la industria del acero, paradigmática por tratarse de una gran demandante de calor.
Conner Gordon, director de marketing de Rondo Energy, coincide, vía email, en que su batería de calor presenta ventajas de coste y eficiencia respecto al hidrógeno verde. “Puede conseguir el mismo calor con el doble de eficiencia y a la mitad de coste”, lo expresa. También de disponibilidad y escalabilidad. “No utilizamos minerales de tierras raras; nuestro sistema se compone de ladrillos refractarios comunes, disponibles en todos los continentes, y sin restricciones de suministro”, detalla.
Estos argumentos convierten la innovación en una opción atractiva para las empresas industriales que buscan descarbonizar calor hasta los 1.500 °C, según añade. “El hidrógeno puede alcanzar temperaturas ligeramente más altas, pero nuestra batería es adecuada para el 95% de las necesidades, y, además, estamos explorando la posibilidad de un almacenamiento de energía a mayor temperatura”, concluye Gordon.
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