Tercer Milenio
En colaboración con ITA
Investigación
Así puede contribuir la poligeneración de energía a descarbonizar la industria
Cómo mejorar los sistemas de trigeneración neutros en carbono basados en energía solar térmica y biomasa apoyados con almacenamiento térmico.
Frenar el cambio climático pasa por una drástica reducción de las emisiones de CO₂ para lo que se requieren medidas urgentes. La Unión Europea (UE) ha establecido una estrategia a largo plazo hacia el objetivo de alcanzar la neutralidad climática para 2050. Un proyecto de investigación del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A) se ha propuesto mejorar los sistemas de trigeneración neutros en carbono basados en energía solar térmica y biomasa apoyados con almacenamiento térmico.
La Agencia Internacional de la Energía, en su informe de 2021, estima que el consumo de energía representa más de dos tercios del total de emisiones de gases de efecto invernadero a nivel mundial. Por este motivo, el sector energético está viviendo un importante cambio tecnológico, orientado hacia un nuevo modelo de producción limpia, fomentando el uso de energías renovables a gran escala y una gestión eficiente que intente minimizar su impacto ambiental y mejorar el suministro energético, todo ello a costes asequibles.
Al observar los datos específicos sobre el uso de energía, las demandas de calor/calefacción y refrigeración representan alrededor de la mitad del consumo mundial de energía final, del cual el 50% se consume en procesos industriales y el 46% en edificios residenciales y comerciales.
Se denominan sistemas de poligeneración aquellos sistemas que suministran simultáneamente múltiples servicios energéticos combinando para ello diferentes tecnologías. Los sistemas de poligeneración muestran mayor eficiencia para el aprovechamiento de los recursos, menor coste económico y menores emisiones contaminantes, en relación con el suministro de energía convencional de cada uno de los servicios por separado.
El equipo del grupo de investigación en Ingeniería Térmica y sistemas Energéticos (GITSE) del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A) de la Universidad de Zaragoza trabaja en la mejora de la implantación de los sistemas de poligeneración basados en energía solar. Para ello, desarrolla modelos de optimización que permiten encontrar la combinación de tecnologías más adecuadas para cada caso de estudio y su operación horaria con el objetivo de minimizar los costes económicos, reduciendo a su vez el impacto ambiental.
Estudios previos del grupo ya han demostrado que se pueden alcanzar reducciones de emisiones de CO₂ muy significativas con costes asumibles para el sector residencial y ahora pretenden demostrarlo para el caso de industrias del sector agroalimentario, donde se combinan demandas de electricidad, calor a diferentes temperaturas y frío durante un número muy elevado de horas.
El proyecto
- Nombre Síntesis y optimización de sistemas de trigeneración neutros en carbono basados en energía solar térmica y biomasa apoyados con almacenamiento térmico (Trigensol).
- Equipo Formado por 12 investigadores del grupo GITSE-I3A y una colaboradora del ITA (Brasil).
- Financiación Este proyecto está financiado por la Agencia Estatal de Investigación. Los resultados de este proyecto contribuyen también a los grupos de trabajo de la Agencia Internacional de la Energía, en el programa Calefacción y refrigeración solar.
¿Recibimos suficiente energía del sol para cubrir nuestras necesidades energéticas?
¿Cuáles son las claves para poder lograr los objetivos de descarbonización?
Para poder frenar los efectos del cambio climático se debe actuar de forma urgente en todos los sectores y en todos sus niveles, en especial en aquellos que a día de hoy tienen un mayor impacto ambiental como es el caso de la producción de energía. Para ello, se estudian las soluciones más adecuadas en cada situación, atiendo a su localización, demandas, horarios y tecnologías disponibles. En este sentido, las medidas de reducción de la demanda y la correcta hibridación de tecnologías son aspectos determinantes.
Así mismo, el almacenamiento de energía, eléctrica y térmica, resulta clave para poder incrementar el uso de aquellas energías renovables que son intermitentes, como la energía solar, y para desacoplar las horas de producción con las horas de demanda, flexibilizando el uso de las tecnologías.
¿Cuándo estarán disponibles las tecnologías?
El proyecto Trigensol se centra en la mejora de los sistemas de almacenamiento de energía térmica, su hibridación con el almacenamiento eléctrico, la implementación de control predictivo y los indicadores ambientales más adecuados para evaluar estos sistemas.
Para aplicar estas soluciones en un plazo corto de tiempo, se emplean tecnologías ya disponibles en el mercado, incluyendo en sus estudios de optimización los costes actuales, tanto de equipos como de tarifas eléctricas, regulaciones y también de las emisiones de CO₂ asociadas. Por todo ello, los resultados que se obtienen son viables económica y técnicamente en el momento actual. No obstante, se estudia cómo variarían los resultados en función de los precios de las fuentes de energía o a los marcos normativos.
Ana Lázaro Fernández Investigadora principal junto con Luis María Serra de Renobales del grupo GITSE del I3A
Este artículo se ha realizado con la colaboración de la Unidad de Cultura Científica de la Universidad de Zaragoza
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