3 razones por las que descarbonizar la industria puede ser más fácil de lo que se piensa

La industria es el principal factor del cambio climático, con casi un tercio de las emisiones mundiales. Este hecho subraya una dura realidad: si no podemos descarbonizar la industria, no podremos cumplir nuestros objetivos climáticos.

Aunque todos los sectores afrontan retos para descarbonizarse, la mayoría tiene una fórmula sencilla para hacerlo. En el caso de la red eléctrica, se trata de energía eólica y solar barata combinada con almacenamiento de energía las 24 horas del día. Para los edificios, la electrificación y la eficiencia. Para el transporte terrestre, vehículos eléctricos y redes de recarga.

La industria, por su parte, ha sido calificada de "difícil de descarbonizar". Pero la industria tiene su propia fórmula, con potencial para eliminar más de la mitad de las emisiones industriales: electricidad renovable + almacenamiento de energía térmica.

Casi todas las instalaciones industriales dependen del calor para fundir, secar, cocer, separar, calcinar o transformar de cualquier otro modo los materiales. Este calor representa dos tercios de toda la energía industrial utilizada y la mayoría de todas las emisiones industriales.

Dentro de un sector increíblemente complejo, la mayor parte del calor industrial es extraordinariamente sencillo: para fabricar prácticamente cualquier cosa, los fabricantes queman combustibles fósiles para suministrar vapor o aire caliente al proceso de fabricación a través de una tubería.

Si podemos resolver el reto del calor industrial limpio, podremos allanar un nuevo camino hacia la rápida descarbonización industrial.

El almacenamiento de energía térmica, alimentado por energías renovables, descarbonizará el calor industrial.

No es casualidad que casi todas las instalaciones industriales utilicen combustibles fósiles para producir calor. Los combustibles fósiles son baratos, fáciles de almacenar y de suministrar en forma de calor a los procesos industriales. Hasta la fecha, ha sido difícil que las alternativas compitan con los combustibles fósiles en estos tres aspectos.

Pero eso está cambiando. He aquí tres razones por las que descarbonizar la industria puede ser más rápido y sencillo de lo que muchos han creído posible:

Desde los calentadores de inducción hasta los hornos de arco eléctrico, la electricidad se utiliza mucho en las instalaciones industriales por su sencillez y su capacidad para alcanzar temperaturas mucho más altas que la quema de combustibles fósiles. Pero utilizar electricidad de la red las 24 horas del día para producir calor industrial suele ser mucho más caro que quemar combustibles fósiles in situ. En la última década, sin embargo, el coste de las energías renovables ha disminuido drásticamente, haciendo de la eólica y la solar las fuentes más baratas de nueva electricidad en casi todo el planeta.

La reciente explosión de los recursos renovables cambia el panorama del coste de la electricidad: cuando brilla el sol o sopla el viento, el coste de la electricidad desciende hasta cero e incluso puede llegar a ser negativo. Ya estamos viendo estos efectos en zonas con alta penetración de renovables. En algunas partes de Estados Unidos, los precios al por mayor de la electricidad cayeron por debajo de cero hasta un 30% del tiempo el año pasado.

Pero la energía eólica y solar barata no basta para descarbonizar el calor industrial. La industria necesita calor de proceso cada hora del día, suministrado in situ a millones de instalaciones. Para liberar el potencial de descarbonización de la energía renovable barata, debemos almacenarla para que pueda suministrarse de forma fiable las 24 horas del día.

Los sistemas de almacenamiento de energía térmica (TES, por sus siglas del inglés "thermal energy storage") nos permite utilizar la energía renovable cuando es menos costosa -cuando brilla el sol o sopla el viento- para calentar una "batería térmica" a miles de grados, almacenar ese calor durante horas o días y emitirlo a demanda. Las baterías térmicas, una forma radicalmente sencilla de almacenar energía, pueden montarse a bajo coste, mantenerse fácilmente y funcionar durante décadas.

Y lo que es más importante, las baterías térmicas no dependen de los materiales caros y escasos que requieren la mayoría de las demás baterías. Como las baterías térmicas almacenan la energía en forma de calor, en lugar de electricidad, pueden utilizar materiales baratos y abundantes, como el hormigón y el carbono, rodeados de un simple contenedor aislante.

Por ejemplo, el carbono. El carbono sólido, que utilizan las empresas de TES como Antora Energy, es extremadamente barato y cuenta con una amplia cadena de suministro de más de 30 millones de toneladas al año, más de 50 veces la del litio. Además, tiene las propiedades necesarias para almacenar grandes cantidades de calor: se mantiene sólido a temperaturas extremadamente altas, es muy denso energéticamente y puede absorber y emitir rápidamente grandes cantidades de energía.

Las baterías térmicas son ideales para casi todos los procesos industriales de la Tierra. Materiales como el carbono pueden suministrar calor a temperaturas superiores a 1500 °C, lo bastante para fabricar acero y cemento. Y lo que es igualmente importante, su alta densidad energética permite a las baterías térmicas almacenar este calor en un espacio extremadamente reducido. Este reducido espacio permite almacenar la energía térmica allí donde se necesita, al tiempo que reduce el coste y la complejidad de todos los demás componentes que acompañan a la batería térmica, como el aislamiento y las tuberías.

Y, dado que los proyectos eólicos y solares pueden conectarse a kilómetros de distancia con mínimas pérdidas de eficiencia, las baterías térmicas pueden suministrar electricidad limpia desde los mejores emplazamientos de proyectos renovables, completando la trifecta de coste, almacenamiento y suministro que ha hecho tan dominantes a los combustibles fósiles.

La descarbonización de la industria será sin duda un reto. Requiere aplicar nuevas tecnologías a la producción de los materiales que definen nuestro mundo: acero, cemento, vidrio, productos químicos, alimentos y otros. Los distintos sectores necesitarán enfoques diferentes para descarbonizarse por completo, desde la captura de carbono hasta la innovación de materiales.

Pero estos retos no deben impedirnos abordar la mayor y más resoluble fuente de emisiones industriales. Combinando el almacenamiento de energía térmica con abundante energía renovable, podemos suministrar calor industrial utilizando materiales escalables y abundantes en la Tierra, más baratos que los combustibles fósiles, eliminando en el proceso más de la mitad de todas las emisiones industriales.