El futuro de la descarbonización a nivel global
El proceso de descarbonización ha sido emprendido por el mundo y nadie lo para; por el contrario, en los próximos años el proceso se acelerará
Karla Gasca Lara, Desarrollo de Proyectos de Energía para Magaldi Power
Estamos inmersos en condiciones bioclimáticas que comprometen seriamente la salud de nuestro planeta y las condiciones de vida como la conocemos.
La elevación de la temperatura genera múltiples fenómenos adversos tales como sequías inusitadas, inundaciones fuera de lo común, impacto de huracanes devastadores, entre otros.
Debido a que las necesidades del mundo dependen, en gran medida, de cubrir nuestros requerimientos energéticos y éstos, a su vez, han dependido mayormente de la combustión de combustibles fósiles, los cuales producen la mayor cantidad de emisiones a la atmósfera, es que los países han acordado una serie de medidas y metas encaminadas a detener el incremento de la temperatura del planeta.
De entre los emisores de partículas contaminantes más relevantes se encuentran dos grandes categorías:
- Por un lado, las fuentes móviles, representadas por los automotores de combustión interna.
- Y, por otro lado, las fuentes fijas, representadas por procesos industriales que son generación eléctrica y provisión de calor de proceso industrial alimentados con combustibles fósiles.
Lo que se avecina
De acuerdo con datos del Global Overview del REN21 para 2020, el verdadero costo de los combustibles fósiles se estima en 5.2 billones de dólares; incluidos los costos estimados por externalidades negativas tales como la contaminación del aire, los efectos del Cambio Climático y la congestión del tráfico.
En este sentido, se vuelve indispensable pensar en un esquema de sustitución de las tecnologías convencionales de combustión de combustibles fósiles por otras que eviten o minimicen su consumo.
El desarrollo tecnológico ha dado grandes saltos en las últimas décadas, de manera que hoy es una realidad la generación de energía eléctrica de forma rentable mediante el aprovechamiento solar y eólica; además de la geotermia o la caída de agua, entre otras.
No obstante, pese a la creciente oportunidad de abatimiento de emisiones y mayor eficiencia de este tipo de tecnologías, existe un reto cada vez más patente en la medida que crece la penetración de tecnologías de aprovechamiento renovable debido a su naturaleza variable, aunque predecible con un nivel de certeza aceptable.
El reto es cómo hacemos para almacenar energía de manera que sea puesta a disposición en el momento en que sea demandada y no sólo en el momento en el que el recurso se encuentra disponible.
El papel de la tecnología
Al respecto, la innovación tecnológica también ha generado conocimiento y alternativas rápidamente durante las últimas décadas; de modo que existen tecnologías de almacenamiento electroquímico, hidráulico, concentración solar en material sólido particulado y más.
Cada tecnología ofrece características diversas y, por tanto, también servicios diferentes de respaldo a la red eléctrica o cobertura de requerimientos térmicos.
Los sistemas de almacenamiento de larga duración suelen ser muy eficientes como una alternativa de respaldo y complementariedad a las alternativas de aprovechamiento renovable.
Según el Global Overview del REN21 para 2020; el consumo de energía en la industria se estima en alrededor del 35 por ciento del consumo de energía final y, a su vez, representa alrededor del 23 por ciento de las emisiones de CO2 relacionadas directamente al sector industrial a nivel global.
Asimismo, estima que alrededor del 75 por ciento de la energía utilizada en la industria se destina a usos finales térmicos, incluyendo vapor de proceso industrial; así como secado y refrigeración, mientras que el 25 por ciento restante es para usos finales eléctricos, ya sea la operación de maquinaria e iluminación.
¿Y qué ocurre con la energía renovable?
La energía renovable cubre alrededor del 14.5 por ciento de la demanda total de energía industrial, la mayor parte de esta energía renovable se encuentra en forma de calor de baja temperatura por debajo de los 100º C.
Dentro del sector industrial -como lo menciona el Global Overview del REN21-, los subsectores más intensivos en el uso de energía (es decir, aquellos que tienen requerimientos de temperaturas altas, también son los que utilizan proporciones de energía renovable más baja).
La bioenergía suministra alrededor del 7 por ciento del uso mundial de energía industrial, mientras que la electricidad renovable (la electricidad para calor) representa un poco menos, y el calor geotérmico y solar térmico tiene proporciones insignificantes.
Actualmente, el uso directo de energías renovables para el calor de procesos industriales se usa en aplicaciones de baja y media temperatura debido a la percepción de una limitante importante en las tecnologías renovables.
La penetración es casi nula en un sector con requerimientos de calor por arriba de los 200º C. Sin embargo, actualmente existen nuevos desarrollos tecnológicos que pueden ofrecer estas temperaturas de manera eficiente y competitiva.
Lo que ofrece Magaldi Power
Ejemplo de estas nuevas tecnologías es el sistema de almacenamiento térmico MGTES de la empresa Magaldi Power, de origen italiano; la cual ha desarrollado un sistema de almacenamiento de corta y larga duración con un esquema de funcionamiento y operación eficiente y barato, además de contar con todos sus componentes de fácil acceso y 100 por ciento reciclables.
El viaje STEM comenzó en 2010 y ya en 2012 se puso en marcha un prototipo piloto en las instalaciones de la Fábrica Magaldi en Buccino (Salerno, Italia), logrando un hito importante en el desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía escalables, asequibles y de alto rendimiento.
En 2016 se puso en marcha una planta de demostración industrial adicional en Sicilia y ha estado funcionando con éxito desde entonces.
Ambas instalaciones utilizan la energía solar como medio de input térmico: se habla entonces de instalaciones CST (Concentrated Solar Thermal); lo que significa, producción y almacenamiento de energía térmica por fuente solar.
La característica principal y única de esta tecnología es la posibilidad de almacenar calor en un “lecho” de simple arena sílica que, mediante la inyección de aire desde la parte inferior, se comporta como un fluido cuando es necesario cargar o descargar la energía térmica.
Entonces, el equipo se puede entender como una “batería térmica de arena” y es llamado STEM CST o STEM CSP.
La etapa siguiente del desarrollo de la tecnología fue realizar un nuevo equipo de almacenamiento de energía térmica, basado sobre el mismo concepto de arena fluidizada, en la cual es posible utilizar como input térmico cualquier tipo de energía disponible en abundancia; por ejemplo, energía eléctrica producida por fuente renovable (como solar FV o eólica). Este sistema se llama MGTES (Magaldi Green Thermal Energy Storage).
