La industria pesada (siderúrgica, química y cementera) genera aproximadamente una cuarta parte de las emisiones mundiales, y las fuentes de energía alternativas que producen menos gases de efecto invernadero (como la eólica y la solar) no pueden generar a día de hoy todo el calor que necesitan las fábricas para elaborar sus productos.
Descarbonizar, sea totalmente o en la medida de la posible, esta industria es hoy una de las prioridades en la lucha contra el cambio climático, y a tal fin están surgiendo iniciativas como la desarrollada por Rondo Energy, una startup californiana respaldada por Bill Gates. La empresa ha desarrollado una batería denominada “tostadora de ladrillos”, que almacena la generación intermitente de recursos energéticos renovables como la solar y la eólica, y es capaz de mantener la energía térmica almacenada a temperaturas de hasta 1.500 grados durante horas o días.
En este sistema, la electricidad pasa por un elemento calefactor, donde se transforma en calor. Es el mismo mecanismo que utiliza una tostadora pero mucho más grande y caliente. El calor se irradia por la pila de ladrillos y los calienta a temperaturas que pueden superar los 1.500 °C.
El contenedor de acero aislado que alberga los ladrillos puede mantenerlos calientes durante horas o incluso días. Cuando llega el momento de utilizar el calor atrapado, unos ventiladores soplan aire a través de los ladrillos. El aire puede alcanzar temperaturas de hasta 1.000 °C al pasar por los huecos.
Según asegura la compañía, una sola unidad de esta “tostadora de ladrillos” (comercializada con el nombre de RHB300) puede eliminar más de 40.000 toneladas de emisiones de carbono al año, lo que equivale a la compensación de carbono de unos 8.700 vehículos eléctricos. Esta solución de cero emisiones de carbono sirve para procesos de fabricación como el acero, el cemento y la industria química, así como para el procesamiento de alimentos a baja temperatura.
Una de las claves del éxito potencial de este sistema es su sencillez. "Si se quiere llegar a una escala mundial, todo el mundo debería estar de acuerdo en que es totalmente fiable", afirma John O'Donnell, director general de Rondo Energy, en un artículo publicado por el Massachusets Technology Institute (MIT).
En el proyecto piloto de Rondo en una planta de biocombustibles de California, el vapor se utiliza durante el proceso de fermentación que produce etanol. Muchos otros procesos industriales utilizan vapor para controlar la temperatura en los reactores o en otros pasos, como la purificación. Las baterías de calor también podrían diseñarse especialmente para procesos de alta temperatura que hoy no utilizan vapor, como la producción de cemento y acero, que requieren temperaturas superiores a 1.000 °C.
Muchos procesos industriales funcionan las 24 horas del día, por lo que necesitarán un calentamiento constante. Controlando cuidadosamente la transferencia de calor, el sistema de Rondo puede cargarse rápidamente, aprovechando los breves periodos en que la electricidad es barata porque se dispone de fuentes renovables. Las baterías térmicas de la startup necesitarán probablemente unas cuatro horas de carga para poder proporcionar calor constantemente, día y noche.
Los combustibles fósiles han sido la forma más obvia y económica de alimentar estos enormes procesos industriales, pero los precios de la energía eólica y solar han caído más de un 90% en las últimas décadas. "Estamos en un momento magnífico en el que podemos dejar de quemar cosas para calentarnos y que sea más barato", afirma O'Donnell.
Otras opciones
Rondo no está sola en su empeño por implantar baterías térmicas en la industria pesada. Antora Energy, con sede en California, también está construyendo sistemas de almacenamiento de calor. "Es muy sencillo: se trata literalmente de bloques sólidos", explica Justin Briggs, cofundador y director de operaciones de la compañía.
En lugar de utilizar un elemento calefactor independiente (como la "tostadora de ladrillos" de Rondo) para convertir la electricidad en calor, el sistema de Antora utilizará bloques de carbono como calefactor resistivo, de modo que generen y almacenen calor a la vez. Esto podría reducir costes y complejidad, explica Briggs. Pero la elección también implica que el sistema debe estar cuidadosamente cerrado, ya que el grafito y otras formas de carbono pueden degradarse a altas temperaturas en el aire.
En lugar de limitarse a suministrar calor a la industria, Antora planea ofrecer la opción de suministrar también electricidad. El planteamiento de la startup se basa en la termofotovoltaica, dispositivos similares a los paneles solares que captan la energía del sol. El equipo de Antora capta la energía calorífica que irradian los bloques calientes y la convierte en electricidad. Antora está construyendo su primer sistema piloto en Fresno (California). Tendrá el tamaño aproximado de un contenedor de transporte y debería entrar en funcionamiento este mismo año.
Los expertos apuntan, no obstante, que el almacenamiento de calor tardará un tiempo en demostrar su utilidad a los fabricantes y reducir significativamente las emisiones industriales. Pero esta tecnología podría ser uno de los pilares de un nuevo sector industrial respetuoso con el clima. "Tenemos todas las herramientas necesarias para pasar a una economía de carbono cero. Ahora es el momento de construirlas", concluye O'Donnell.