La industria es responsable del 40 % del uso mundial de energía y del 25 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero (GEI).
La electrificación suele ser la forma más eficiente de descarbonizar los procesos industriales de temperatura baja y media (por debajo de 500 °C).
Existen soluciones tecnológicas maduras y viables desde el punto de vista comercial, pero no se están desplegando al ritmo necesario.
El sector industrial es directamente responsable de aproximadamente el 40 % del consumo mundial de energía y contribuye al 25 % de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Reconocer estas cifras pone de relieve la urgencia de descarbonizar la industria para alcanzar los objetivos de cero neto. Dado que se espera que el sector crezca, impulsado por el desarrollo económico y el crecimiento demográfico, la necesidad de abandonar las fuentes intensivas en carbono es cada vez más evidente.
Una parte importante de la demanda de energía industrial se presenta en forma de calor, procedente principalmente de combustibles fósiles.
Aunque electrificar sectores de alto consumo energético, como el cemento, el aluminio y el acero, sigue siendo técnicamente complejo debido a las altas temperaturas, existen tecnologías maduras y disponibles comercialmente para procesos de temperatura media y baja (por debajo de 500 °C). Casi la mitad de la demanda total de calor procede de procesos con temperaturas inferiores a 200 °C, lo que satisface la mayoría de las necesidades de calor de sectores como la alimentación y las bebidas, los plásticos, los textiles, los productos de madera, y la fabricación de electrodomésticos y maquinaria.
En el panorama industrial, las tecnologías de electrificación han alcanzado un nivel avanzado de madurez. Las bombas de calor, por ejemplo, son una solución constantemente eficiente y rentable para suministrar calor de baja temperatura en los procesos industriales.
Cabe destacar que las bombas de calor no generan calor directamente, sino que lo transfieren. Esto requiere menos aporte energético para obtener la misma producción de calor. El progreso tecnológico ha llevado al desarrollo de bombas de calor muy eficientes para las diversas necesidades de calefacción industrial. Combinadas con soluciones avanzadas de almacenamiento de calor, estas tecnologías garantizan un suministro continuo y sostenible de energía térmica para la industria.
Pese a estos claros beneficios, el despliegue de estas tecnologías transformadoras no se está produciendo al ritmo necesario. Persisten barreras que frenan el progreso. Entre ellas se incluyen la falta de concienciación, la falta de pioneros (especialmente entre las pequeñas empresas), las preocupaciones por las inversiones iniciales y la inestabilidad de los precios de la electricidad.
La pregunta, sin embargo, debería pasar de “¿por qué no?” a “¿Cómo podemos superar estos desafíos para desbloquear el potencial de la electrificación industrial?”
Dado que sensibilizar es parte de la respuesta, a continuación se presenta un análisis de dos tecnologías clave: las bombas de calor y el almacenamiento de calor.
Bombas de calor
Las bombas de calor están ayudando a descarbonizar los procesos industriales. Esto incluye la elaboración de pasta, la pasteurización de la leche, la producción de productos químicos y la fabricación de muebles.
Aunque se asocian principalmente al uso doméstico y de oficinas, las bombas de calor son cada vez más capaces de proporcionar los altos niveles de calor que necesita la industria. Las grandes bombas de calor actuales pueden alcanzar temperaturas superiores a 180 °C, lo que basta para satisfacer la demanda de calefacción del 37 % de la industria. Esto se ajusta a las necesidades de sectores en los que se realiza mucho secado (papel y pasta de papel, madera, frutas y verduras) o a aplicaciones como la pasteurización, la destilación y la producción de alimentos. En esencia, cualquier sector en el que se calienten o enfríen productos y procesos.
Además, estas bombas de calor tienen una gran capacidad, que va desde 100 kW hasta 50 MW. Son mucho más potentes que las bombas de calor residenciales, cuya capacidad suele rondar los 6 kW a 15 kW.
Las bombas de calor eléctricas son limpias y renovables, ya que extraen energía de fuentes como el aire, el subsuelo o el agua. Son especialmente adecuadas y eficientes en los procesos industriales en los que se necesita el uso del calor residual (por ejemplo, un proceso de refrigeración) como fuente de energía. Además, son muy eficientes: proporcionan entre tres y cinco veces más calefacción o refrigeración que la pequeña cantidad de energía motriz que utilizan.
Al igual que en el ámbito residencial, más bombas de calor en la industria significa un menor uso de combustibles fósiles. Las emisiones de GEI procedentes de la calefacción industrial podrían reducirse en un 78 % si las bombas de calor se implantaran en todas las industrias. Para 2050, las emisiones de GEI podrían reducirse nada menos que un 99 %.
Las bombas de calor proporcionan flexibilidad a la red eléctrica, ya que pueden encenderse y apagarse en función del precio de la energía.
Para aprovechar el potencial de las bombas de calor, la colaboración es clave. Por ejemplo, la rápida publicación del plan de acción de la UE para las bombas de calor —aplazado por la Comisión Europea respecto a la fecha de lanzamiento prevista a principios de 2024— y el apoyo continuado a las iniciativas de investigación y desarrollo (I+D) serán fundamentales para impulsar al sector industrial hacia un futuro más ecológico y eficiente.
Almacenamiento de calor
El almacenamiento de energía térmica (TES, por sus siglas en inglés) es una tecnología pionera de almacenamiento de energía que aplaza el uso final de la energía térmica o eléctrica a una etapa posterior. Abarca diversas aplicaciones técnicas y tecnologías de almacenamiento, entre ellas calor a calor, calor a energía, energía a calor, energía a calor a energía y energía térmica base a X. Las tecnologías TES se encuentran en un nivel alto de madurez tecnológica y están listas para un despliegue generalizado. Pueden contribuir de forma singular a la electrificación, a la generación de energía renovable y a la flexibilidad energética.
El TES desempeña un papel clave en el sector eléctrico, al facilitar la integración de fuentes de energía renovables (RES), mitigar la intermitencia, reducir la dependencia de los combustibles fósiles y ofrecer flexibilidad a escala de red. En la calefacción y la refrigeración, el TES contribuye a la descarbonización industrial, optimiza las soluciones electrificadas y permite atender necesidades térmicas personalizadas. En las aplicaciones de cogeneración, el TES diversifica los ingresos y reutiliza activos varados, apoyando una transición justa en las regiones dependientes de los combustibles fósiles.
El TES, con aplicaciones probadas y un beneficio claro, está listo para su despliegue a gran escala y puede desempeñar un papel crucial en la electrificación industrial.
Tanto las bombas de calor como el TES serán fundamentales en nuestras ambiciones para un futuro de cero neto.