Un proyecto de física logrado: la mayor planta termosolar industrial de Europa | Tecnología

La industria es devoradora de recursos, algunos objetos como el agua y los combustibles fósiles y contaminantes. Sin embargo, transformar una fábrica en un centro energético independiente, sin emisiones de CO₂ y produciendo en origen el equivalente al suministro utilizado es posible y rentable. Fue nombrado Doctor en Física y Ciencias Térmicas por la Universidad de Sevilla Valeriano Ruiz hace cinco años. Hoy, el tema de este referente del sector de las energías limpias, aunque no ha sobrevivido (otoño de 2021), es una realidad y un modelo tecnológico: la mayor central térmica industrial de Europa, instalada por la empresa Engie en la fábrica de cerveza de la multinacional Heineken en Sevilla.

Las instalaciones térmicas, que ocupan una o más hectáreas del terreno de la fábrica, deben estar aprovechadas para funcionar y haber reducido al máximo el consumo de gas fósil para la energía térmica necesaria para el proceso de elaboración (cocción y pasteurización), que representa un 65 % de su demanda. Esperan superar el 85% después de este año. El otro 35% de la energía necesaria es eléctrica, principalmente para embalaje y limpieza, y la generación es para nuestros propios medios: una planta solar en Huelva y otra de biomasa en Jaén.

La inversión global de la empresa en sostenibilidad asciende a 30 millones de euros en los últimos años. El equivalente a un tercio de esta suma (20.476.668 euros de los 13.369.356 trámites del fondo Feder europeo) corresponde al coste de la planta construida por Engie en Sevilla, “Compensa. “Los números están vendidos”, afirmó el portavoz Tomás Madueño, ingeniero de la multinacional a cargo del proyecto.

La estrategia se diferencia de la de otras empresas que limitan la compra de energía mediante un proceso adicional de fuentes de energía renovables para compensar sus balances de emisiones sin reducir el uso de fuentes de energía contaminantes. “Una estrategia de compensación basada en los impactos de las emisiones operativas en el mercado corto no aporta nada sobre el efecto en el mercado grande”, añadió. Jessie Jenkinsprofesor del Centro Andlinger para la Energía y el Medio Ambiente y coautor de un estudio de la Universidad de Princeton publicado en Joule.

Wilson Ricks, investigador de esta universidad de EE UU, añadió: “Hay proyectos solares que no dependen de energía basada en combustibles fósiles, pero sí con otros proyectos solares que podrían construirse en su lugar”. En su opinión, “la información es más rentable para una empresa al declarar cero emisiones netas, aunque sea completa, en la adquisición de energía solar o eólica suficiente para satisfacer su consumo anual”.

Sagrario Sáez, director de Sostenibilidad Heineken, coincidente. “Si el plan se compensa, pero hay que producir energía no renovable, aumentar la producción y las emisiones”.

Con prima cero emisiones procedentes de fuentes renovables suficiente para todo el proceso productivo desde la fábrica de Sevilla. Los ochos de espejos parabólicos concentran la luz solar en un tubo central (captador) que, a diferencia de las instalaciones de generación de electricidad de este sistema, en el caso del aceite sintético sólo contiene agua.

Este líquido, según explica Francisco Corral, ingeniero de Engie, alcanza 210 grados y presuriza. De allí sale un circuito secundario que, entre los intermedios, reduce la temperatura a 160 grados, lo que requiere que la planta cocine los cereales y espolvoree el producto. La potencia de este proceso directo es de 30 megavatios térmicos (MWt) por hora.

Pero este sistema sólo permite su uso en condiciones óptimas. Con el fin de mejorar toda la energía térmica generada durante las horas de radiación solar y mantener la planta en pleno funcionamiento durante la noche o durante los días sin sol, se creó una reserva para conservar 1.115 metros cúbicos de agua caliente. Se trata de gigantescos tanques de 200 milímetros de acero al carbono con capacidad para transportar 68 MWt.

En los tanques, el agua se distribuye a diferentes temperaturas monitoreadas constantemente para liberar sólo el cuerpo inferior, enfriado por medios mecánicos, quedando en los niveles requeridos. Un completo sistema de tubérculos tortuosos, diseñado para soportar la expansión producida por el calor conectado directamente al agua de los captadores y a la reserva con la planta.

El principio es comparable al de aquellos familiarizados con el calentamiento solar de agua doméstico, ya que parece fácil pensar que su aplicación industrial es obvia. Sin embargo, toda la planta, única en Europa, es la que genera cero. “Hay tecnología, pero no a esta escala”, explica Corral palpando con la mano unas instalaciones equivalentes a uno de nuestros campos de fútbol.

Tampoco se está haciendo ya porque era necesario tener en cuenta las cuentas, para que la inversión, el margen de compensación media y social, fuera rentable, mientras se acelera la subvención de los costes energéticos. La planta se construyó en dos años, a veces dos veces antes que el anterior, en un proceso jaleado por las plazas para acceder a los fondos Feder y que requirió 150.000 horas de trabajo.

Engie es ahora el fabricante, propietario y operador de la planta. En 20 años, la transferencia a su cliente, Heineken, ha sido brillante antes de que finalice la vida teórica de la instalación actual. “Pueden ser más”, Matiza Corral. “Esta es la duración de las instalaciones de generación de electricidad, que soportan temperaturas de hasta 350 grados”.

Esta vida es útil para la rentabilidad de estas instalaciones. En este sentido, Stefaan De Wolf, investigador del Centro Solar KAUST y autor principal de un trabajo publicado en Ciencia, añade: “Los paneles solares descargados deben tener una vida útil que dure décadas. Comprender las tareas de degradación es crucial para establecer precios y garantías competitivos”.

Y, además del motivo económico, es un problema medioambiental ligado a la generación de proyectos cuando las plantas se han quedado obsoletas. Garantizar que la política de residuo cero y reciclaje se cumple plenamente durante todo el proceso de producción y también se aplicará en la nueva instalación. En los paneles se utilizan principalmente materiales especialmente tóxicos y revestimientos de otros sistemas, como por ejemplo la perovskita.

Este proyecto se reproducirá, con diferentes tecnologías y escalamientos, en la fábrica de Heineken en Valencia, que será inaugurada este 28 de febrero, según las previsiones. Pero los creadores de todo el sistema de pantalla que se aplica a cualquier proceso industrial preciso de calor para la fabricación y cuenta con el terreno relacionado con la fábrica, porque la distancia es el principal degradante de la energía resultante.

Agua

Mientras el elegante sistema (energía solar concentrada, o CSP, por su símbolo en inglés) consume mucha menos agua que las plantas de la torre central, el sol de Valeriano Ruiz quedó incompleto. Una fábrica de cerveza, por pura lógica, es una devoradora de agua. En los sistemas tradicionales, de este ingreso preciso se obtienen más de tres litros por cada producto final.

La fábrica de Sevilla, donde el agua es aceite, ha reducido esta proporción a 2,6 litros de cerveza por persona. En general, la mayor parte del producto a consumir (el 95% de una cerveza es agua), un litro medio se evapora en el proceso y una parte del resto se reutiliza para un uso separado durante el consumo. “Cada gota cuenta”, resalta Sagrario Sáez. Pero el objetivo era el más ambicioso: recuperar 1.900 millones de litros.

La estrategia en este caso es central en los yacimientos de agua natural deteriorados y no utilizados por la acción humana. Una causa, de forma natural, crea el equivalente a reservorios artificiales de tormento, espacios donde se concentra el agua procedente de las precipitaciones.

En el río Jarama de Madrid, una antigua fábrica de cemento había anulado un hummedal natural creando un dique para evitar inundaciones en la planta. La fábrica abandonó el enclave y abandonó el grifo. La recuperación del espacio natural ha resucitado la laguna y las vistas de los animales de Vuelven para marcar tus oídos. Esta misma estrategia se utilizó en varios enclaves de la empresa de Doñana. En la Albufera valenciana el objetivo era eliminar kilómetros de costa, una hierba invasora introducida en el siglo XVI para modificar el entorno y la deseca.

La intervención en los medios de los espacios naturales permitió trasvasar las cantidades de millones de litros de agua previstas con una inversión de un millón de euros.

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