lunes, mayo 27

El sueño de un físico hecho realidad: la mayor planta termosolar industrial de Europa | Tecnología

La industria es devoradora de recursos, algunos tan escasos como el agua y los combustibles fósiles, y es contaminadora. Sin embargo, convertir una fábrica en un centro energéticamente independiente, sin emisiones de CO₂ y que devuelva a las vías fluviales el equivalente del suministro utilizado, es posible y rentable. Fue la propuesta del doctor en física y catedrático de termodinámica de la Universidad de Sevilla Valeriano Ruiz hace cinco años. Hoy, el sueño de este referente del sector de las energías limpias, que no sobrevivió (murió en 2021), es realidad y un modelo tecnológico: el sistema solar térmico industrial más grande de Europa, instalado por la empresa Engie en cerveza de la multinacional. Heineken de Sevilla.

Los sistemas solares térmicos, que ocupan ocho hectáreas del terreno 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 para el proceso productivo (cocción y pasteurización), que representa un 65 %. de su demanda. Esperan superar el 85% este año. El 35% restante de la energía necesaria es eléctrica, principalmente para embotellado y limpieza, y ya la generan con medios propios: una planta solar en Huelva y otra de biomasa en Jaén.

La inversión global de la cervecera en sostenibilidad asciende a 30 millones de euros en los últimos dos años. El equivalente a dos tercios de esta cifra (20.476.668 euros, de los cuales 13.369.356 proceden de fondos Feder europeos) fue el coste de la planta construida por Engie en Sevilla, “Compense. Los números son impresionantes”, afirma Tomás Madueño, ingeniero de la multinacional que encargó el proyecto.

La estrategia difiere de la de otras empresas que simplemente compran energía adicional de fuentes renovables para compensar sus balances de emisiones sin reducir el uso de fuentes contaminantes. “Una estrategia de compensación basada en los impactos operativos de las emisiones a corto plazo no dice nada sobre el efecto 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 Joule.

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”. En su opinión, “el enfoque más rentable para que una empresa declare cero emisiones netas depende, casi por completo, de adquirir suficiente energía solar o eólica para cubrir su consumo anual”.

Sagrario Sáez, director de sostenibilidad de Heineken, coincide. “Si el plan es compensar, pero seguimos produciendo con energías no renovables, la producción y las emisiones aumentan”.

Con esta premisa de cero emisiones procedentes de fuentes renovables suficientes para todo el proceso productivo nace la planta de Sevilla. Las ocho hectáreas de espejos parabólicos concentran la luz solar en un tubo central (colector) que, a diferencia de los sistemas de generación de electricidad mediante este sistema, en lugar de aceite sintético, contiene sólo agua.

Este líquido, según explica Francisco Corral, ingeniero de Engie, alcanza los 210 grados y está presurizado. De allí pasamos a un circuito secundario que, mediante intercambiadores, reduce la temperatura hasta los 160 grados, necesaria para que el sistema cocine el cereal y pasteurice el producto. La potencia de este proceso directo es de 30 megavatios térmicos (MWt) por hora.

Pero este sistema sólo permitiría su uso en condiciones óptimas. Para aprovechar toda la energía solar térmica generada durante las horas de radiación solar y mantener el sistema a pleno rendimiento durante la noche o los días sin sol, se construyó una nave para almacenar 1.115 metros cúbicos de agua caliente. Se trata de ocho tanques gigantes aislados con 200 milímetros de acero al carbono capaces de suministrar 68 MWt.

En los tanques el agua se distribuye en capas de diferentes temperaturas, monitoreadas constantemente para liberar sólo la inferior cuando, enfriada por medios mecánicos, alcanza los grados requeridos. Un complejo sistema de tuberías tortuosas, diseñado para resistir la expansión provocada por el calor, conecta directamente el agua de los colectores y el agua almacenada en el sistema.

El principio es similar al de los conocidos calentadores de agua solares domésticos, por lo que parece fácil pensar que su aplicación industrial era obvia. Sin embargo, todo el sistema, único en Europa, tuvo que construirse desde cero. “La tecnología existía, pero no a esta escala”, explica Corral, señalando estructuras equivalentes a ocho campos de fútbol.

Tampoco se hizo antes porque era necesario que las cuentas volvieran a equilibrarse, que la inversión, al margen de las compensaciones medioambientales y sociales, fuera rentable, lo que ha acelerado el aumento de los costes energéticos. La planta se construyó en dos años, casi el doble de lo previsto, en un proceso dificultado por el tiempo necesario para acceder a los fondos Feder y que implicó 150.000 horas de trabajo.

Engie es ahora el constructor, propietario y operador de la planta. Dentro de 20 años la cederá a su cliente Heineken, cinco años antes de que finalice la vida útil teórica de la actual planta. “Podría haber más”, aclara Corral. «Esta es la vida útil de los sistemas de producción de electricidad, que pueden soportar temperaturas de hasta 350 grados».

Esta vida útil es crítica para la rentabilidad de estas estructuras. En este sentido, Stefaan De Wolf, investigador del Centro Solar KAUST y autor principal de un trabajo publicado en Ciencia, advierte: “Los paneles solares instalados deben tener una vida útil de décadas. Comprender las tasas de degradación es fundamental para establecer precios y garantías competitivos”.

Vista de algunos de los paneles de la mayor planta termosolar industrial de Europa este martes. PEPO HERRERA

Y, además de la razón económica, está la ambiental por la generación de residuos cuando los sistemas quedan 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 fábrica. Los paneles utilizados son esencialmente espejos y no utilizan los materiales tóxicos y escasos de otros sistemas, como la perovskita.

Este proyecto se replicará, con diferente tecnología y escala, en la planta de Heineken en Valencia, que se inaugurará el 28 de febrero, según las previsiones. Pero los creadores de todo el sistema creen que es aplicable a cualquier proceso industrial que requiera calor para su producción y tenga terrenos adyacentes a la fábrica, ya que la distancia es el principal degradante de la potencia conseguida.

Cascada

Aunque el sistema elegido (energía solar concentrada o CSP) consume mucha menos agua que los sistemas de torre central, el sueño de Valeriano Ruiz aún estaba incompleto. Una cervecería, por pura lógica, es un gran consumidor de agua. En los sistemas tradicionales se necesitan más de tres litros de este recurso para cada uno de los productos finales.

La planta de Sevilla, donde el agua es petróleo, ha conseguido reducir esta proporción hasta los 2,6 litros por cada litro de cerveza. De este total, la mayor parte forma parte del producto que se consume (el 95% de una cerveza es agua), medio litro se evapora en el proceso y una parte del resto se reutiliza para usos 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 reservorios naturales de agua que han sido deteriorados e inutilizables por la acción humana. Un canal, por supuesto, crea el equivalente a cisternas artificiales, espacios en los que se almacena el agua de precipitación.

En el río Jarama de Madrid, una antigua fábrica de cemento había destruido un humedal natural mediante la creación de una presa para evitar inundaciones en la planta. La fábrica abandonó el enclave y abandonó el enchufe. La recuperación del espacio natural ha hecho revivir la laguna y las huellas de animales vuelven a marcar sus orillas. La misma estrategia se utilizó en varios enclaves del entorno de Doñana. En la Albufera valenciana el objetivo era eliminar kilómetros de carrizo, una maleza invasora introducida en el siglo XVI que altera el entorno secándolo.

La intervención en media docena de espacios naturales ha permitido devolver a las cuencas los millones de litros de agua previstos con una inversión de un millón de euros.

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