Una nueva investigación realizada en Austria ha comparado diferentes técnicas industriales de generación de calor y ha descubierto que las bombas de calor alimentadas por energía eólica o solar son la solución más barata y respetuosa con el medio ambiente.
Imagen: Johannes Kepler Universität Linz, Producción y consumo sostenibles. CC POR 4.0
Un equipo de investigación de la Universidad Johannes Kepler de Linz (Austria) ha sugerido que los responsables políticos subsidien los proyectos industriales que utilizan bombas de calor para generar vapor con una tarifa de 3 euros (3.2 dólares) por gigajulio (GJ). Este es el resultado de un análisis de precios del impacto ambiental de diferentes técnicas de vapor, que encontró que las bombas de calor que funcionan con energía renovable son las menos costosas. “Teniendo en cuenta los 43.20 Terajulios (TJ) producidos durante la vida útil de la planta, se podría pagar una subvención de 129,600 euros”, afirman los investigadores.
Aunque la investigación se ha centrado en la energía eólica como fuente renovable de electricidad, dijo el coautor Lukas Zeilerbauer pv magazine que el uso de energía solar debería producir resultados muy similares. "La fotovoltaica generalmente tiene un mayor impacto en el potencial de calentamiento global que la energía eólica, pero, por supuesto, aún es mucho menor que las energías fósiles", afirmó. "La energía fotovoltaica tiene un precio sombra de 1.46 euros (1.58 dólares), por lo que es casi lo mismo que la eólica".
En el artículo “Evaluación del ciclo de vida y costo sombra del vapor producido por una bomba de calor de alta temperatura de tamaño industrial”, publicado en Producción y consumo sostenibles, los científicos explicaron que utilizaron evaluaciones del ciclo de vida (LCA) para comparar diferentes técnicas de generación de vapor utilizadas a escala industrial, incluidas las bombas de calor de alta temperatura (HTHP). Otras técnicas de producción de vapor incluyen procesos de vapor-biogás, procesos de biomasa sólida y otros procesos basados en gas natural y fueloil ligero.
Los investigadores consideraron dos escenarios diferentes, uno en el que el vapor se produce con una presión de 2 bares y otro con una presión de 5 bares. Para ambos escenarios, tuvieron en cuenta el uso de electricidad eólica o de red.
"El problema con los métodos de ACV es que normalmente constan de más de diez categorías de daños y, por lo tanto, diferentes resultados que tratan de diferentes áreas, y es difícil encontrar factores de ponderación entre estos resultados tan diferentes", explicó el grupo de investigación. “Sin embargo, los expertos han propuesto utilizar valores monetarios desde el principio. Uno de esos enfoques es el precio sombra, que tiene la idea subyacente de que al final un gobierno, que representa a su pueblo, tiene que 'reparar' el daño ambiental y, por lo tanto, está interesado en mitigar estos costos”.
No es de extrañar que los académicos descubrieran que la combinación de bombas de calor con energía eólica tiene el coste más bajo: 1.44 euros por GJ en el escenario de 2 bares y 2.24 euros en el caso de 5 bares. El cambio de energía eólica al mix de la red española se ha traducido en precios de ACV de 3.83€ y 6.23€ respectivamente. En comparación, el uso de biomasa sólida para el proceso de vapor tuvo un precio medioambiental de 17.2 euros por GJ, y el fuelóleo ligero costó 9.81 euros.
Imagen: Johannes Kepler Universität Linz, Producción y consumo sostenibles. CC POR 4.0
Al analizar más en profundidad los efectos ambientales de los diferentes métodos, la investigación ha encontrado que el mejor de los casos sería reducir el 98% de las emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, otras medidas medioambientales arrojaron resultados más variados, ya que, por ejemplo, los resultados relacionados con la toxicidad fluctuaron entre las bombas de calor y los puntos de referencia.
"Un hallazgo inesperado fue que el fluido de trabajo y su fuga no contribuían significativamente al potencial de calentamiento global, sino que eran casi los únicos responsables del potencial de agotamiento de la capa de ozono", destacaron los investigadores. Asumieron el uso de R134a como fluido de trabajo, ya que es el único con información disponible en la literatura académica del ACV.
El HTHP examinado en este estudio fue diseñado para su implementación en la línea de decapado de una planta siderúrgica en España. Tiene una capacidad nominal de suministro de calor de 250 kW e incluye un tanque flash diseñado a medida para la generación de vapor, así como una bomba de circulación.
“Aunque la bomba de calor generadora de vapor considerada en este estudio fue diseñada para ser implementada en la línea de acabado de una planta siderúrgica, los resultados de este estudio se pueden aplicar a muchos otros sectores industriales, ya que el vapor es un portador de calor universal para muchas industrias. procesos”, explicaron los académicos. “Esta bomba de calor podría utilizarse en cualquier otro proceso que requiera vapor a baja presión de hasta 5 bar”.
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Fuente de pv magazine
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