Vías hacia un vapor descarbonizado
Hacia un futuro positivo
A menudo puede parecer que nuestro énfasis se centra en la optimización. Hacer que los sistemas de vapor sean lo más eficientes posible sigue siendo una parte fundamental de nuestro negocio, y seguirá siéndolo. Las razones por las que esto tiene sentido no desaparecerán cuando desaparezca el uso de combustibles fósiles.
Sea cual sea el camino que una industria decida seguir hacia la descarbonización, maximizar la eficiencia siempre será un primer paso fundamental. Mejorar la forma en que se genera, suministra y consume el calor no sólo reduce los costes energéticos ahora, sino que sienta las bases para las siguientes etapas del viaje. Pero la eliminación de los combustibles que emiten carbono es el objetivo final: la descarbonización.
Hay mucho en juego y el reto es importante. La energía térmica es vital para muchas industrias, y con tantas formas diferentes de utilizarla, no hay una única vía para alcanzar los objetivos de cero emisiones netas. El calor es responsable de dos tercios de toda la demanda energética de la industria en Estados Unidos, pero sólo el 10% procede de fuentes renovables. En el Reino Unido ocurre algo parecido: el 70% de la demanda de energía industrial se destina a calefacción.
Por qué el vapor ha mantenido la primera posición
No se cuestiona cómo el vapor llegó a estar tan extendido en todo tipo de industrias. Es una cuestión de física; o más exactamente, de termodinámica. La capacidad del vapor para transferir energía térmica allí donde se necesita no tiene rival. La relativa facilidad con la que puede recorrer distancias -incluso kilómetros en una gran planta- significa que también es un medio tremendamente eficaz. Las industrias no toman decisiones a la ligera; si utilizan vapor, es porque aún no se ha encontrado una alternativa mejor.
En realidad, no es el vapor lo que hay que descarbonizar. Como venimos defendiendo desde hace tiempo, el vapor es la tecnología natural en su máxima expresión. El problema viene de cómo lo generamos.
Es una distinción importante, porque a menudo el vapor se mete en el mismo saco que los combustibles fósiles que se han utilizado tradicionalmente para producirlo: gas, petróleo y carbón. Ahora sabemos que estas fuentes de energía están dañando nuestro planeta al elevar los niveles de gases de efecto invernadero hasta un punto perjudicial.
El vapor no lo hace; no es una fuente de energía, es un medio de transferencia de energía.
Para las innumerables industrias que necesitan vapor para funcionar a los niveles de producción y eficiencia que todos hemos llegado a disfrutar, es una buena noticia. Sólo tenemos que avanzar por el camino de la descarbonización de la producción de vapor.
Al igual que la rueda, el vapor no necesita reinventarse
Retroceda unos años en el tiempo y piense en cuántos vehículos eléctricos (EV) ha visto a diario. Muy pocos, con el motor de combustión interna, alimentado por gasolina o diesel, completamente dominante. Entonces, en 2003, Tesla apareció en escena y promovió los coches eléctricos. Los avances en la tecnología de las baterías y, en última instancia, unos modelos más asequibles, aumentaron la adopción de las opciones con cero emisiones. En la actualidad, las ventas de vehículos eléctricos están aumentando exponencialmente, aunque parten de una base muy pequeña.
Pero una cosa no ha cambiado: siguen confiando en la rueda. La física que hay detrás de un eje combinado con ruedas no ha cambiado mucho en más de 6.000 años, pero sí lo ha hecho el medio de propulsarlo. Y, al igual que con la rueda, es totalmente posible mantener todas las ventajas que ofrece el vapor cambiando la forma en que se produce.
Cinco rutas clave hacia la descarbonización al vapor
La naturaleza versátil del uso del vapor en la industria significa que cada industria tendrá que elegir su propia ruta hacia la descarbonización. Puede que ni siquiera siga una ruta lineal de la A a la Z; es más probable que haya varias medidas que puedan emplearse para alcanzar ese objetivo final.
Pero, si el vapor sigue considerándose una parte vital de las operaciones de esa industria, en algún momento será fundamental encontrar una forma de utilizarlo que no genere emisiones de carbono (o que las minimice significativamente). En este momento, hay cinco aspirantes principales para afrontar este reto.
Electrificación
El uso de electricidad generada por fuentes renovables o energía nucleares uno de los principales. Hay varias razones para ello. La primera es que se trata de una tecnología de eficacia probada, ya que las calderas eléctricas son capaces de convertir la electricidad en calor con un rendimiento de casi el 100% y con pérdidas mínimas por radiación de las superficies de la caldera. Además, el coste de capital es potencialmente atractivo: según un estudio, las calderas eléctricas cuestan casi un 40% menos que una caldera equivalente de gas natural¹
Otros aspectos positivos se derivan de la ausencia de cambios necesarios en los procesos de uso final, sólo en la propia sala de calderas. Existen opciones para electrificar otras partes de los procesos industriales, pero a menudo requieren cambios en los procesos y tecnologías de producción existentes.
El principal obstáculo para que aumente la adopción de esta opción es que la electricidad sigue siendo comparativamente más cara que los combustibles fósiles. Incluso cuando disminuya, como es probable a medida que las renovables aumenten su cuota de generación de electricidad, habrá que ampliar las redes para abastecer el aumento de la demanda.
Por eso se espera que las emisiones de CO2 aumenten, temporalmente, mientras la industria de generación y distribución de energía se pone al día con el cambio.
Biomasa
Si se produce de forma sostenible, la biomasa es una perspectiva prometedora para sustituir a los combustibles fósiles en algunas industrias, aunque su combustión puede seguir emitiendo carbono, en niveles inferiores a los de los combustibles fósiles. En Dinamarca, por ejemplo, una empresa energética ya ha descarbonizado totalmente su producción de calor, incluido el suministro de vapor para la industria, utilizando biomasa en lugar de carbón para las unidades combinadas de calor y electricidad (CHP).
Hidrógeno bajo en carbono
El hidrógeno, todavía en fase inicial y relativamente caro, se considera una posibilidad real para sustituir a los combustibles fósiles en los procesos de alta temperatura, y podrá generar vapor a cualquier temperatura. Sigue habiendo problemas al tener que capturar algunas emisiones durante su producción y uso, y el control de los quemadores no es tan sencillo.
Almacenamiento térmico
Este ámbito emergente de las tecnologías limpias es muy prometedor, sobre todo teniendo en cuenta el carácter intermitente de algunas fuentes de energía renovables. La posibilidad de capturar electricidad renovable sobrante o de bajo coste calentando un medio de almacenamiento a temperaturas de hasta 400 C es actualmente muy superior a las que pueden alcanzarse con las bombas de calor. También se está trabajando en la captura del propio vapor para periodos de corta duración, útiles cuando no se necesita en un proceso continuo.
Captura y almacenamiento de carbono (CAC)
Es probable que algunas industrias, debido a la naturaleza intensiva de sus operaciones, sigan necesitando combustibles fósiles, al menos en parte. A veces puede ser para salvar periodos en los que no se puede detener la producción, pero no se dispone de alternativas sin carbono o con bajas emisiones de carbono.
El vapor no alcanzó su posición dominante como medio indispensable de calor industrial de la noche a la mañana. Tampoco tenemos por qué asumir que ya no podemos aprovechar sus muchas ventajas. El nuevo capítulo del vapor descarbonizado ya está en marcha. No se trata tanto de abandonar lo que ha funcionado tan bien durante décadas sino de replantearlo para los retos actuales.
Con el compromiso y la innovación adecuados, las industrias pueden seguir aprovechando el poder del vapor, pero de una forma que se ajuste al compromiso mundial con un futuro sostenible. Las perspectivas parecen prometedoras y, con un esfuerzo colectivo, un futuro descarbonizado no es sólo una posibilidad, sino una realidad inminente.