Las tecnologías de energía solar podrían satisfacer las demandas de calefacción de proceso, reducir las emisiones de carbono y mejorar la eficiencia de calefacción en el sector industrial de los EE. UU.
por el Laboratorio Nacional de Energías Renovables
Sin embargo, debido a la complejidad del sector industrial y la falta de datos de energía industrial, hay muchas cuestiones económicas y técnicas que han impedido el despliegue a gran escala.
Los científicos del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) han completado la primera revisión detallada del estado de las tecnologías y aplicaciones potenciales del calor del procesamiento solar industrial (SIPH) a nivel nacional, mientras que la investigación hasta ahora se ha centrado en un amplio potencial futuro a nivel mundial. .
Los investigadores de NREL, Colin McMillan, Parthiv Kurup, Sertac Akar y Robert Margolis, junto con socios de investigación de la Universidad de Northwestern, Carrie Schoeneberger y Eric Masanet, publicaron los hallazgos en el artículo, «Solar para procesos industriales de calor: una revisión de tecnologías, enfoques de análisis». y Aplicaciones potenciales en los Estados Unidos «, que aparece en la revista Energy .
«Al pensar en el papel potencial futuro de las tecnologías de energía solar en el sistema energético, la industria es el sector menos estudiado», dijo Margolis. «Este documento resume la literatura sobre energía solar para procesos industriales y, por lo tanto, proporciona una base sólida para pensar cómo la energía solar puede desempeñar un papel más importante en este sector clave».
El calentamiento de procesos industriales es un paso fundamental en la fabricación para tratar o transformar materias primas, que representan aproximadamente el 70% del uso de energía de fabricación en los EE. UU. Durante décadas, se ha producido principalmente por la combustión de combustibles fósiles, lo que representa el 90% de la energía térmica del proceso de fabricación reportado en 2014 en comparación con el 92% en 1992. Aproximadamente la mitad de la demanda de calor del proceso tiene lugar en rangos de temperatura baja a media.
Actualmente, las industrias de alimentos, bebidas, metales y textiles, que tienen menores requerimientos de calor, tienen la mayor cantidad de sistemas SIPH instalados, particularmente en áreas ricas en energía solar de los Estados Unidos.
Sin embargo, el estudio reveló que las tecnologías SIPH disponibles en la actualidad, en particular la calefacción solar térmica y la energía fotovoltaica, podrían satisfacer una amplia gama de temperaturas requeridas para aplicaciones de calor. Hay oportunidades para integrar estas tecnologías en las operaciones de limpieza, cocción y pasteurización.
«Gran parte del uso de energía para el calor de procesos industriales puede ser adecuado para las tecnologías solares. Este estudio proporciona una base para comprender el panorama actual de tecnologías solares compatibles para procesar las demandas de calor», dijo McMillan. «También identifica importantes preguntas de investigación para analizar el potencial técnico y económico en los Estados Unidos para la adopción a gran escala de estas tecnologías».
La integración de las tecnologías de energía solar en el sector industrial también podría mejorar la eficiencia de la calefacción de procesos, ahorrando costos de producción de calefacción. La energía solar podría recuperar las pérdidas de calor residual de los equipos y productos. El período de recuperación promedio para un sistema de recuperación de calor residual como este suele ser inferior a dos años. Aún así, muchas plantas han optado por no seguir estas tecnologías, según el estudio.
Los analistas encontraron que las barreras más comunes para la adopción de SIPH incluyen presupuestos limitados para inversiones de energía de capital, restricciones del ciclo presupuestario y falta de personal de ingeniería dedicado para 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 que coincida con los requisitos del proceso con los recursos solares. La próxima prioridad será estudiar los costos de producción y el potencial SIPH en el sector industrial de los EE. UU. , Lo que afecta la toma de decisiones a nivel de las instalaciones.
