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Cómo usar la termosolar para producir cemento y acero más sostenibles

Este nuevo tipo de planta solar térmica equipada con inteligencia artificial logra temperaturas superiores a 1.000 ˚C, un calor que podría sustituir a la quema de combustibles fósiles de algunos procesos industriales y reducir las emisiones de su fabricación. Pero aún debe demostrar que funciona.

Cortesía de Heliogen

A lo largo de los años, varias start-ups y grupos de investigación han hecho prometedores anuncios de plantas de energía solar térmica (o termosolar). Estas instalaciones utilizan una gran variedad de espejos para concentrar la luz solar y producir electricidad a partir del calor acumulado. Pero, a pesar de que el precio de los paneles solares se ha desplomado, esta industria ha tenido dificultades para producir energía a precios competitivos y asentarse en el mercado,

No obstante, el emprendedor en serie Bill Gross sigue siendo un verdadero creyente de esta tecnología. El mes pasado, Gross, quien preside la incubadora Idealab y es CEO de la compañía termosolar eSolar, anunció el lanzamiento de una empresa que omite la parte eléctrica y utiliza el calor directamente en los procesos industriales.

La empresa, llamada Heliogen, planea alcanzar temperaturas más altas que las anteriores plantas comerciales. Esto generaría un calor suficiente para producir cemento, acero e hidrógeno. Este calor solar podría reemplazar los combustibles fósiles que suelen requerirse para provocar las reacciones necesarias, lo que reduciría las emisiones de gases de efecto invernadero producidas en el proceso.

Si funciona como se espera, el sistema podría convertirse en una pieza clave en el rompecabezas de la descarbonización. Un informe del Centro de Política Energética Global de la Universidad de Columbia (EE. UU.), publicado el pasado octubre, revela que la quema de combustibles fósiles para producir calor para procesos industriales genera alrededor del 10 % de las emisiones globales de dióxido de carbono, más que todos los coches del mundo.

Cabe destacar que la tecnología de Gross tendría limitaciones en cuanto a dónde y cómo se podría aplicar. Las plantas solares de concentración generalmente solo funcionan en áreas muy soleadas, y no se puede enviar calor a largas distancias. Por lo tanto, las empresas industriales que quieran aprovechar este proceso tal vez tengan que construir nuevas plantas cerca de estas instalaciones termosolares, o viceversa. «En medio del desierto no se suele haber un sitio muy industrial», destaca el investigador principal del Centro de Política Energética Global y autor principal del informe, Julio Friedmann.

Además, Heliogen aún debe demostrar que su tecnología funcionará como espera y a costes competitivos. La compañía emplea a unas 25 personas, pero no quiso revelar cuánto dinero ha recaudado.

Una planta termosolar estándar alcanza temperaturas cercanas a los 600 ˚C para calentar un medio como la sal fundida. Luego, este material caliente se utiliza para convertir el agua en vapor, el cual que hace girar una turbina que produce la electricidad. El truco de Heliogen consiste en utilizar cámaras de alta resolución y software de visión artificial para hacer pequeños ajustes en cada uno de sus espejos. Esto permite alinear cada haz de luz en un único y diminuto punto.

La compañía ya ha construido una pequeña planta solar térmica en California (EE. UU.), que ha alcanzado temperaturas superiores a los 1.000 ˚C. Gross afirma que es la primera vez que se alcanzan tales temperaturas en una instalación comercial, y el comunicado de prensa lo proclama como un «logro científico singular». Pero algunos observadores del campo señalan que otros grupos comerciales y de investigación han alcanzado temperaturas similares, al menos en condiciones limitadas, y que, en cualquier caso, la parte más complicada es desarrollar sistemas capaces de soportar, retener y transferir el calor.

Heliogen asegura que podría usar varios medios, incluidas partículas de cerámica, para enviar el calor a los lugares donde se llevan a cabo los procesos industriales. Sin embargo, ciertos procesos de un solo paso, como la fabricación de cal, podrían calentarse directamente in situ mediante los espejos solares.

Pero la start-up también deberá alcanzar (y retener) temperaturas superiores a 1.000 ˚C para llevar a cabo algunas de las aplicaciones que menciona. Los altos hornos de acero funcionan a alrededor de 1.100 ˚C, mientras que los hornos de cemento funcionan a alrededor de 1.400 ˚C, señala el Centro para la Política Energética Global. Y dividir el agua para producir hidrógeno requeriría temperaturas de alrededor de 1.500 ˚C, explica Heliogen.

Gross sostiene que la tecnología «permite alcanzar ese objetivo completamente «, y que la compañía trabajará para alcanzar esa meta el próximo año. Pero una hoja de ruta tecnológica no equivale a una demostración.

El hidrógeno, que generalmente procede del gas natural, se utiliza en una variedad de procesos industriales, incluida la producción de amoníaco para fertilizantes. Una versión limpia de este elemento podría reducir las emisiones en esos sectores, trabajar directamente como combustible o combinarse con dióxido de carbono para producir combustibles con mayor densidad energética.

Dadas las limitaciones geográficas, la energía solar térmica probablemente no podrá sustituir las operaciones industriales existentes en el corto plazo, afirma Friedmann. Pero podría ofrecer una alternativa de bajas emisiones para un crecimiento adicional en estos sectores, especialmente en áreas con fuertes políticas climáticas, concluye.

Fuente: technologyreview.es

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