La industria devora recursos, algunos tan escasos como el agua y los combustibles fósiles, y contamina. Sin embargo, convertir una fábrica en un centro energéticamente independiente que produzca cero emisiones de CO₂ y devuelva a las masas de agua el equivalente de la cantidad consumida es posible y rentable. Fue la propuesta de Valeriano Ruiz, doctor en física y catedrático de termodinámica de la Universidad de Sevilla, hace cinco años. Hoy el sueño de este referente en el ámbito de las energías limpias, que no ha sobrevivido (murió en 2021), es una realidad y un modelo tecnológico: el sistema solar térmico industrial más grande de Europa, instalado por la empresa Engie en la fábrica de cerveza. de la multinacional Heineken en Sevilla.
Los sistemas solares térmicos, que ocupan ocho hectáreas del recinto de la fábrica, acaban de entrar en funcionamiento y han reducido a más de la mitad el consumo de gas fósil para la energía térmica necesaria en el proceso de producción (cocción y pasteurización), lo que corresponde al 65%. . su demanda. Esperan superar la marca del 85 por ciento después de este año. El otro 35% de la energía necesaria es eléctrica, principalmente para embotellado y limpieza, y ya la generan con recursos propios: una planta solar en Huelva y otra de biomasa en Jaén.
Las inversiones globales de la cervecera en sostenibilidad han ascendido a 30 millones de euros en los últimos dos años. El equivalente a dos tercios de esta cantidad (20.476.668 euros, de los cuales 13.369.356 euros procedieron de fondos europeos) se destinó a los costes de la planta “Compensa” construida por Engie en Sevilla. Los números van saliendo”, afirma Tomás Madueño, ingeniero de la multinacional que encargó el proyecto.
La estrategia difiere de la de otras empresas que se limitan a abastecerse de energía adicional a partir de fuentes renovables para compensar sus balances de emisiones sin reducir el uso de fuentes contaminantes. «Una estrategia de compensación basada en los impactos de las emisiones operativas a corto plazo no dice nada sobre los impactos a largo plazo», advierte Jesse Jenkins, profesor del Centro Andlinger para la Energía y el Medio Ambiente y coautor de un estudio de la Universidad de Princeton publicado en julios.
Wilson Ricks, investigador de esta universidad estadounidense, añade: «Hay proyectos solares que compiten no con la energía basada en combustibles fósiles, sino con otros proyectos solares que podrían haberse construido en su lugar». El enfoque más eficaz para que una empresa declare emisiones netas cero depende casi exclusivamente de obtener suficiente energía solar o eólica para satisfacer su consumo anual”.
Sagrario Sáez, director de sostenibilidad de Heineken, coincide. “Si se prevé una compensación pero se sigue produciendo con energías no renovables, la producción y las emisiones aumentarán”.
Con esta premisa de cero emisiones procedentes de fuentes renovables, suficientes para todo el proceso productivo, nace la fábrica de Sevilla. Los espejos parabólicos de ocho hectáreas concentran la luz solar en un tubo central (colector) que, a diferencia de los sistemas utilizados para generar electricidad mediante este sistema, sólo contiene agua en lugar de aceite sintético.
Este líquido, como explica Francisco Corral, ingeniero de Engie, alcanza los 210 grados y está bajo presión. De allí ingresa a un circuito secundario que utiliza intercambiadores de calor para reducir la temperatura a 160 grados, que el sistema necesita para cocinar el grano y pausterizar el producto. La producción de este proceso directo es de 30 megavatios térmicos (MWt) por hora.
Sin embargo, este sistema sólo permitiría su uso en condiciones óptimas. Para aprovechar toda la energía solar térmica generada durante las horas de sol y mantener el sistema funcionando a pleno rendimiento durante la noche o los días sin sol, se construyó un almacén con capacidad para almacenar 1.115 metros cúbicos de agua caliente. Se trata de ocho enormes tanques, aislados con 200 milímetros de acero al carbono, capaces de entregar 68 MWt de potencia.
En los tanques, el agua se distribuye en capas de diferentes temperaturas y se monitorea constantemente para liberar solo la capa inferior cuando alcanza la temperatura requerida mediante enfriamiento mecánico. Un complejo sistema de tuberías sinuosas diseñadas para resistir la expansión generada por el calor conecta el agua de los colectores y el agua almacenada directamente al sistema.
El principio es similar al de los conocidos calentadores solares de agua para uso doméstico, por lo que es razonable suponer que la aplicación industrial era obvia. Sin embargo, todo el sistema, único en Europa, tuvo que ser reconstruido por completo. “La tecnología existía, pero no a esta escala”, explica Corral señalando las instalaciones, que equivalen a ocho campos de fútbol.
Anteriormente tampoco se hacía esto porque era necesario equilibrar las facturas para que la inversión fuera rentable independientemente de las medidas de compensación ambiental y social, algo que se aceleró con el aumento de los costes energéticos. La instalación se construyó en dos años, casi dos veces antes de lo previsto, en un proceso complicado por los plazos para acceder a los fondos de primavera y que requirió 150.000 horas-hombre.
Engie es ahora el constructor, propietario y operador de la instalación. Dentro de 20 años lo cederá a su cliente Heineken, cinco años antes de que finalice la vida teórica del sistema actual. “Podrían ser más”, aclara Corral. «Esta es la duración de los sistemas de generación de energía que pueden soportar temperaturas de hasta 350 grados».
Esta vida útil es crucial para la rentabilidad de estos sistemas. En este sentido, Stefaan De Wolf es investigador del Centro Solar KAUST y autor principal de un artículo publicado en Ciencia, advierte: “Los módulos solares utilizados deben tener una vida útil de décadas. Comprender las tasas de deterioro es fundamental para establecer precios y garantías competitivos”.
Y además del motivo económico, también existe un problema medioambiental debido a la generación de residuos cuando los equipos se vuelven obsoletos. Sagrario Sáez asegura que la política de residuo cero y reciclaje total acordada para todo el proceso productivo se aplicará también en la nueva planta. Los paneles utilizados son esencialmente espejos y no utilizan materiales tóxicos y raros de otros sistemas como la perovskita.
Según las previsiones, este proyecto se replicará con diferente tecnología y a diferentes escalas en la fábrica de Heineken en Valencia, que se inaugura el 28 de febrero. Sin embargo, los desarrolladores de todo el sistema creen que es aplicable a cualquier proceso industrial que requiera calor para su fabricación y tenga un terreno ubicado cerca de la fábrica, ya que la distancia es la que más influye en el rendimiento conseguido.
Agua
Aunque el sistema elegido (energía solar concentrada o CSP) utiliza mucha menos agua que las centrales de torre central, el sueño de Valeriano Ruiz aún estaba incompleto. Una cervecería es, lógicamente, un gran consumidor de agua. En los sistemas tradicionales se requieren más de tres litros de este recurso por cada producto final.
La fábrica de Sevilla, donde el agua es aceite, ha conseguido reducir esta proporción hasta los 2,6 litros por litro de cerveza. La mayor parte forma parte del producto consumido (el 95% de una cerveza es agua), medio litro se evapora en el proceso y parte del resto se reutiliza para fines distintos al consumo. “Cada gota cuenta”, subraya Sagrario Sáez. Pero el objetivo era más ambicioso: recuperar 1.900 millones de litros.
La estrategia en este caso fue centrarse en los depósitos de agua naturales, que han sido dañados y vueltos inutilizables por la actividad humana. Un canal es el equivalente natural de las cuencas artificiales, es decir, espacios en los que se almacena el agua de lluvia.
En el río Jarama de Madrid, una antigua fábrica de cemento había destruido un humedal natural mediante la construcción de una presa para evitar inundaciones en la fábrica. La fábrica abandonó el enclave y abandonó el enchufe. La restauración del entorno natural ha revitalizado la laguna y los senderos de animales vuelven a marcar sus orillas. La misma estrategia se utilizó en varios enclaves del entorno de Doñana. En la Albufera valenciana se pretendía eliminar kilómetros de carrizo, una hierba invasora introducida en el siglo XVI que altera y reseca el entorno.
La intervención en media docena de espacios naturales ha permitido devolver a las piscinas los millones de litros de agua previstos con una inversión de un millón de euros.
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