Análisis técnico-energético, económico y medioambiental de tecnologías solares de concentración de media temperatura para el sector industrial lácteo en España

Resumen

La percepción sobre la protección del medio ambiente ha evolucionado muy positivamente, por lo que el interés por desarrollar métodos capaces de precisar los impactos generados por productos y servicios se encuentra en continuo crecimiento, apareciendo metodologías y herramientas que posibilitan su cuantificación. Sin olvidar los aspectos técnico-energético y económico, ya que su desarrollo y mejora impulsarían la implantación de este tipo de tecnologías solares de concentración de media temperatura para generar calor de proceso en el sector industrial agroalimentario, ya no sólo en el lácteo (uno de los más representativos en España). El consumo de energía en el sector industrial ha aumentado considerablemente las últimas dos décadas, provocando un incremento en las emisiones de CO2, por lo que cuanto antes se adopten medidas antes se iniciará ese proceso, ya no de recuperación, sino de mantenimiento de nuestro mundo en condiciones habitables. Existen estudios que han cuantificado las emisiones GEI evitadas al integrar sistemas SHIP (¿Solar Heat for Industrial Processes¿), pero sin analizar su carga medioambiental, es decir, los procesos y productos implicados en la integración de esta tecnología. Se trata del primer trabajo donde se realiza un estudio tan amplio para dicho sector, incluyendo un análisis técnico y económico, tomando datos reales de consumos energéticos (gasóleo, gas natural y fuelóleo) en la generación del vapor utilizado en el proceso industrial de numerosas empresas, así como la integración de las distintas tecnologías solares de concentración adecuadas para los niveles térmicos requeridos (CPC, tubo de vacío con concentrador parabólico compuesto; CFL, concentrador Fresnel lineal; y CCP, colector cilindro parabólico). Se consideraron dos tamaños de planta, determinando el inventario de materiales que se emplearían en su ejecución, y estableciendo una serie de variables para el estudio comparativo de los ahorros energéticos y económicos: localización, niveles térmicos, porcentaje de uso de la energía térmica disponible, fracción solar, etc. En la determinación del coste de generación de energía térmica y su comparativa con el coste de las energías convencionales, los resultados muestran que tanto el porcentaje de uso de la energía térmica utilizable (%U) como el tamaño de la planta, lo que deriva en una mayor o menor superficie de captación (factor de economía de escala que reduce los costes de inversión), son parámetros decisivos. La temperatura del fluido caloportador influye notablemente para la tecnología CPC, siendo mucho menos significativa para las tecnologías CFL y CCP, observando descensos generalizados en la generación de energía térmica a medida que dicha temperatura se eleva. Los costes de generación de energía térmica empleando estas tecnologías serán inferiores, o no, a los vinculados con fuentes de energía convencional, en función de múltiples variables, entre las que se encuentra el emplazamiento de la instalación. De forma generalizada, los precios no mejorarían las condiciones ofrecidas por el gas natural, pero sí para los casos del gasóleo y el fuelóleo. En el Análisis de Ciclo de Vida se empleó la herramienta informática SimaPro 8, elaborando un inventario de materiales y su correspondiente evaluación de impacto, a partir de las metodologías IPCC, de indicador único, y CML, de múltiples y variados indicadores. Con la metodología de indicador único (IPCC) se obtuvo el Potencial de Calentamiento Global, con el que se ha realizado el Balance Neto de emisiones para el diseño de un sistema SHIP. Con la metodología de múltiples y variados indicadores (CML), se han cuantificado los impactos medioambientales generados por distintas categorías. Es decir, a partir de la información obtenida del ACV se podrá concretar cuáles son las etapas o elementos más críticos del proceso, permitiéndonos buscar nuevos materiales que supongan soluciones alternativas y generen un menor impacto ambiental.