Las tecnologías de energía solar podrían satisfacer las demandas de calefacción de procesos, reducir las emisiones de carbono y mejorar la eficiencia de la calefacción en el sector manufacturero de los Estados Unidos, proporcionando hasta un 15-50% de ahorro de energía.
Sin embargo, debido a la complejidad del sector manufacturero, (denominado también como sector industrial) y a la falta de datos sobre la energía en la industria, hay muchas cuestiones económicas y técnicas que han impedido el despliegue a gran escala.
Los científicos del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (National Renewable Energy Laboratory, NREL, por sus siglas en inglés) han completado el primer estudio detallado del estado de las tecnologías del calor de procesamiento industrial solar (SIPH) y sus posibles aplicaciones en Estados Unidos, mientras que la investigación hasta ahora se ha centrado en el amplio potencial futuro a nivel mundial.
Los investigadores del NREL Colin McMillan, Parthiv Kurup, Sertac Akar y Robert Margolis, junto con los socios de investigación de la Universidad de Northwestern, Carrie Schoeneberger y Eric Masanet, publicaron los hallazgos en el artículo “Solar for Industrial Process Heat: A Review of Technologies, Analysis Approaches, and Potential Applications in the United States“, que aparece en la revista Energy.
“Al pensar en el posible papel futuro de la energía solar en el sistema energético, la industria es el sector menos estudiado”, dijo Margolis.
“Esta investigación resume la documentación sobre la energía solar para el sector industrial y por lo tanto proporciona una base sólida para pensar en cómo la energía solar puede desempeñar un papel más importante en este contexto clave”.
Los sistemas de calentamiento de procesos industriales es un paso fundamental en la manufactura para transformar las materias primas, y representa alrededor del 70% del uso de energía en el sector manufacturero de EEUU.
Durante décadas el sector manufacturero se ha producido principalmente a partir de combustibles fósiles, representando el 90% de la energía de calor de procesos de fabricación reportada en 2014 en comparación con el 92% en 1992. Alrededor de la mitad de la demanda de calor de proceso tiene lugar dentro de los rangos de temperatura baja a media.
La energía solar adecuada para la calefacción de procesos del sector
Actualmente, las industrias de alimentos, bebidas, metales y textiles, que tienen menores requerimientos de calor, tienen el mayor número de sistemas SIPH (solar industrial processing heat) instalados, particularmente en las áreas ricas en energía solar de los Estados Unidos.
No obstante, el estudio reveló que las tecnologías SIPH disponibles hoy en día, en particular la calefacción solar térmica y la calefacción eléctrica fotovoltaica, podrían satisfacer una amplia gama de temperaturas requeridas para las actividades que requieran calor. Existen oportunidades para integrar estas tecnologías en las operaciones de limpieza, cocción y pasteurización.
“Gran parte del uso de la energía para el calor de los procesos industriales puede ser muy adecuado para las tecnologías solares. Este estudio proporciona una base para comprender el panorama actual de la adaptación de las tecnologías solares a las demandas de calor de proceso”, dijo McMillan.
“También identifica importantes cuestiones de investigación para analizar el potencial técnico y económico en los Estados Unidos para la adopción a gran escala de estas tecnologías”, siguió comentando McMillan.
La integración de las tecnologías de energía solar en el sector manufacturero también podría mejorar la eficiencia de la calefacción de procesos, con lo que se ahorrarían los costos de producción de ese tipo.
La energía solar podría recuperar las pérdidas de calor residual de los equipos y productos. El período medio de recuperación de un sistema de recuperación de calor residual como éste suele ser inferior a dos años. Sin embargo, muchas plantas han decidido no aplicar estas tecnologías, según el estudio.
Las principales dificultades de la energía solar en el sector manufacturero
Los analistas encontraron que las barreras más comunes para la adopción de la SIPH incluyen presupuestos limitados para las inversiones de capital en energía, restricciones en el ciclo presupuestario y la falta de personal de ingeniería dedicado a los proyectos de eficiencia energética.
Para seguir entendiendo las cuestiones técnicas y económicas, los analistas recomiendan futuras investigaciones sobre la integración de medidas de eficiencia energética en los modelos SIPH y el desarrollo de perfiles de carga para ajustar los requisitos del proceso a los recursos solares.
La siguiente prioridad será estudiar los costos de producción y el potencial de SIPH en el sector industrial de los Estados Unidos, lo que repercute en la toma de decisiones a nivel de las instalaciones.
Para más información dirijase: NREL.gov
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