Calor Solar en Procesos Industriales

29 June, 2014 | By More

Por Dr. Rubén Dorantes Rodríguez, Profesor Titular del Depto. De Energía. Universidad Autónoma Metropolitana, México. Actualmente de año sabático en la Universidad Tecnológica de Pereira, Colombia. Editado por Dra. Dora López PhD

Technology Roadmap iea

Reporte ‘ Technology Roadmap Concentrating Solar Power’ por la Agencia Internacional de Energía (IEA).

El llamado Calor Solar para Procesos Industriales, SHIP por sus siglas en inglés (Solar Heat for Industrial Processes) se encuentra actualmente en las primeras etapas de desarrollo, aunque el desarrollo de las tecnologías de concentración solar que se requieren, tienen más de 3 décadas de desarrollo intenso a nivel mundial.

Se considera que SHIP es uno de los campos de mayor potencial para la aplicación de la energía solar térmica. En la actualidad, según la Agencia Internacional de Energía (IEA), a través de su tarea No. 49, son 120 los sistemas de energía solar térmica para calor de proceso registrados en todo el mundo, con una capacidad total de cerca de 88 MWt (que representan del orden de los 125,000 m2 de área de captación solar), siendo España, Austria, Alemania, China y los Estados Unidos los principales países desarrolladores de esta tecnología1.

Las primeras aplicaciones han sido de carácter experimental con escala relativamente pequeña. En los últimos años, los campos de energía solar térmica significativamente más grandes se han aplicado y están actualmente en la cartera de proyectos. Hay un gran potencial para la evolución del mercado y grandes retos tecnológicos. Dado que el 28% de la demanda total de energía en los países de la UE27 se origina en el sector industrial, la mayoría de estos requerimientos se ubican en la producción de calor de proceso (vapor, aceite caliente, aire caliente, agua caliente, etc.) con temperaturas por debajo de los 250 °C.

Según un estudio realizado por Ecoheatcool en el 2006, el 30% de la demanda total de calor industrial se requiere a temperaturas inferiores a 100°C y el 57% de esta demanda total se da a temperaturas inferiores a 400°C. La demanda de calor por debajo de 100°C, teóricamente, podría cumplirse con los sistemas de energía solar térmica utilizando las tecnologías actuales, si la integración adecuada del sistema de energía solar puede ser identificada satisfactoriamente, dado que en ocasiones su utilización puede darse en forma híbrida en procesos de optimización energética. Con el desarrollo tecnológico en puerta, más y más aplicaciones de temperatura media, hasta 400°C, podrán también convertirse en oportunidades viables en el gran mercado de la energía solar1.

En varios sectores industriales específicos, como la propia industria petrolera, los alimentos, el vino y las bebidas, la industria química, equipo de transporte, maquinaria, textiles, pulpa y papel, la proporción de la demanda de calor a bajas y medianas temperaturas (por debajo de 250°C ) es de alrededor de 60 % (POSHIP 2001) . El aprovechamiento de este potencial podría aportar una contribución significativa a los requerimientos de energía solar industrial en todo el mundo, principalmente por sus efectos ambientales y para disminuir los riesgos de desabastos energéticos, principalmente de petróleo crudo y de gas natural, por los problemas geopolíticos que pueden presentarse en los países productores de estos combustibles.

La metodología que se ha desarrollado con el fin de realizar el suministro de energía térmica en la industria, con un mínimo de emisiones de gases de efecto invernadero, se basa en un enfoque de tres pasos1:

  1. Optimización tecnológica de los procesos. Por ejemplo, aumento de la transferencia de calor y masa, que permita reducir la temperatura del proceso y del sistema de energía solar térmica por ejemplo, el funcionamiento del campo solar en su parte térmica e hidráulica, sistemas de integración, control, cuestiones de seguridad, etc.
  1. Optimización del sistema a través de eficiencia energética utilizando el Análisis Pinch. Por ejemplo, para optimizar la red de intercambiadores de calor para un análisis de producción total.
  1. Integración energética y económica de la energía solar térmica renovable, basada en consideraciones energéticas y principalmente exergéticas.

Así el “boom” solar térmico en las industrias que tienen la necesidad de calor de proceso de media temperatura está próximo a darse, el desarrollo acelerado de las tecnologías solares de concentración lo garantiza y solo se requieren mejores condiciones financieras y de endurecimiento de las políticas ambientales, tan laxas en muchos países, para detonar este mercado potencial.

Sin embargo nuestros países latinoamericanos no podemos sentarnos a ver este tema como simples espectadores en una sala de cine, urge que cada país desarrolle estrategias tecnológicas que le permitan ir ubicando su estado actual tecnológico, con miras a buscar la mejor integración posible de estas tecnologías en su matriz energética, desarrollar el talento humanos que se requiere en las universidades, centros de investigación y empresas energéticas, además de la normatividad que se requiere para propicia una asimilación de esta tecnología o para garantizar el mejor desarrollo de estas nacionalmente y finalmente, como toda tecnología novedosa, no verla solo con ojos de mercado, sino como una nueva gran oportunidad de desarrollo tecnológico en nuestros países, para nuestras empresas, para nuestros jóvenes ingenieros, y para la generación de empleos que tanta falta nos hacen.

 

Referencia

1Technology Roadmap. Concentrating Solar Power. International Energy Agency, 2010. Disponible en http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/csp_roadmap.pdf

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Category: Energía Solar

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