La energía térmica renovable se ha convertido en una opción clave para optimizar el consumo energético en la industria. A partir de fuentes naturales, ofrece soluciones sostenibles para el suministro de calor y refrigeración en diversos procesos.

Este artículo explora los diferentes tipos de energía térmica renovable, sus aplicaciones en el ámbito industrial y los beneficios que conllevan.

La implementación de estas tecnologías contribuye a la reducción de emisiones y al ahorro económico en las empresas.

Definición y principios de la energía térmica renovable

La energía térmica renovable se refiere a aquellas formas de energía que provienen de fuentes naturales capaces de regenerarse en un corto plazo.

A diferencia de las fuentes de energía no renovables, que son limitadas y tienden a generar emisiones contaminantes, las energías térmicas renovables están fundamentadas en recursos como el sol, el viento, el agua y la biomasa. Estos recursos son abundantes y sostenibles cuando se aprovechan de manera adecuada.

Los principios que rigen la energía térmica renovable se centran en la utilización eficiente de estos recursos naturales para generar calor y refrigeración en distintos procesos. 

Esto incluye la transformación de la radiación solar en calor utilizable, así como la explotación del calor interno de la Tierra o la utilización de materia orgánica para producir energía térmica. 

• • Fuentes de energía solar, que aprovechan la radiación solar.

• • Recursos geotérmicos, que extraen el calor del subsuelo.

• • Biomasa, que genera energía a partir de residuos orgánicos.

• • Energía de las olas y mareas, que captura el movimiento del agua.

Estas tecnologías ofrecen un enfoque sostenible para satisfacer las necesidades energéticas de diferentes sectores, incluyendo el industrial.

La implementación de sistemas de energía térmica renovable no solo optimiza el consumo energético, sino que también contribuye a la reducción de la huella de carbono. Este enfoque pragmático permite a las industrias alinearse con los compromisos globales de sostenibilidad y lucha contra el cambio climático.

Tipos de energía térmica renovable

Las fuentes de energía térmica renovable son varias y cada una presenta características y aplicaciones específicas.

Estas tecnologías ofrecen soluciones para el suministro de calor y refrigeración que son ambientalmente sostenibles y optimizan el uso de recursos.

Energía solar térmica

La energía solar térmica se basa en la captura de la radiación del sol para generar calor. Los sistemas de captación, generalmente paneles solares, convierten esta radiación en energía térmica que puede ser utilizada en diversas aplicaciones industriales.
Este tipo de energía es especialmente adecuada para procesos que requieren calefacción o agua caliente sanitaria. Se utilizan captadores y sistemas de almacenamiento para maximizar la eficiencia, permitiendo su uso aunque no haya sol directo.
Aplicaciones en la Industria
Calentamiento de agua para procesos de limpieza y saneamiento.
Calor para la cocción y pasteurización de alimentos.
Secado de productos, como metales y textiles.

Energía geotérmica

La energía geotérmica aprovecha el calor proveniente del interior de la Tierra. Mediante bombas de calor geotérmicas, se extrae este calor para calentamientos industriales y otros usos, aprovechando los recursos subterráneos.
Este tipo de energía es especialmente eficaz en regiones con acceso a recursos geotérmicos, permitiendo la calefacción eficiente de espacios y agua.
Aplicaciones en la Industria
Calefacción de edificios industriales durante los meses fríos.
Procesos industriales que requieren calor a baja y media temperatura.
Uso en instalaciones recreativas como piscinas y balnearios, donde se necesita agua caliente.

Biomasa

La biomasa se refiere a cualquier materia orgánica que puede ser utilizada como fuente de energía. Se incluye en esta categoría residuos agrícolas, forestales y cultivos destinados a la producción energética.
La conversión de biomasa en energía térmica permite tanto el calentamiento como la producción de electricidad, haciéndola una opción versátil para la industria.
Aplicaciones en la Industria
Generación de calor para sistemas de calefacción, tanto domésticos como industriales.
Producción de energía eléctrica en plantas diseñadas para utilizar biomasa como materia prima.
Reducción de residuos industriales al aprovechar materiales que, de otro modo, serían descartados.

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Energía de las olas y mareas

La energía de las olas y mareas aprovecha la energía cinética generada por el movimiento del agua. Aunque esta tecnología está en desarrollo, su potencial para aplicaciones industriales es prometedor.
Se utilizan dispositivos flotantes y sumergidos que convierten el movimiento de las olas en electricidad y calor, ofreciendo una alternativa sostenible para las industrias costeras.
Aplicaciones en la Industria
Calefacción en instalaciones situadas en zonas costeras.
Generación de electricidad que puede ser utilizada en diversos procesos industriales.

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Tecnología de energía solar térmica

La tecnología de energía solar térmica se basa en la captación y utilización del calor proveniente de la radiación solar. Esta tecnología es especialmente prometedora para uso industrial, donde se requiere un suministro constante de calor para diversas aplicaciones.

Funcionamiento de los captadores solares

Los captadores solares son dispositivos diseñados para absorber la radiación solar y transformarla en calor. 

Existen diferentes tipos de captadores, entre los que destacan:

• • Captadores planos: Utilizan una superficie plana que absorbe la radiación solar. Son los más comunes y adecuados para aplicaciones de temperatura baja y media.

• • Captadores de tubos de vacío: Consisten en tubos aislados que contienen un fluido que se calienta al absorber el sol. Ofrecen mejores rendimientos, especialmente en condiciones de baja radiación.

El funcionamiento de estos sistemas se basa en la circulación de un fluido de trabajo, normalmente agua o una mezcla de agua y anticongelante, que se calienta al pasar a través de los captadores. Este calor se puede utilizar directamente o almacenarse para su uso posterior.

Sistemas de almacenamiento de energía térmica

El almacenamiento de energía térmica es crucial para asegurar un suministro continuo de calor incluso cuando no hay radiación solar directa. 

Existen principalmente dos tipos de sistemas de almacenamiento:

• • Almacenamiento sensible: Este método utiliza materiales que almacenan calor elevando su temperatura, como agua o concreto. Su capacidad depende del volumen y tipo de material utilizado.

• • Almacenamiento por cambio de fase: Implica el uso de materiales que almacenan energía cambiando de estado, como de sólido a líquido. Este tipo de almacenamiento puede ser más eficiente en términos de espacio y capacidad térmica.

Los sistemas de almacenamiento permiten a las instalaciones industriales aprovechar al máximo la energía solar, optimizando su uso durante las horas picos de demanda.

Aplicaciones en la industria

La energía solar térmica tiene múltiples aplicaciones industriales, aportando eficiencia y sostenibilidad en varios procesos. 

Las siguientes aplicaciones destacan en este ámbito:

Calentamiento de agua para limpieza y saneamiento

El calentamiento de agua es esencial en muchos procesos industriales, sobre todo para la limpieza y desinfección. 

Sistemas solares térmicos proporcionan agua caliente de manera económica y con menor impacto ambiental, reduciendo la dependencia de fuentes de energía no renovables.

Procesos de cocción y pasteurización

Los sistemas de energía solar térmica se utilizan en industrias alimentarias para la cocción y pasteurización, permitiendo alcanzar las temperaturas necesarias de forma sostenible. 

Esto es especialmente relevante en el procesamiento de alimentos, donde la eficiencia térmica es fundamental.

Secado de productos industriales

El secado de productos, como los textiles o los materiales en la construcción, requiere un suministro constante de calor. 

La energía solar térmica puede ser una solución eficaz y económica, especialmente en procesos que implican grandes volúmenes, como en fábricas de papel o productos agrícolas.

Aplicaciones de la energía geotérmica en la industria

La energía geotérmica ofrece una serie de aplicaciones en el ámbito industrial que son altamente beneficiosas. Su capacidad para proporcionar calor sostenible se traduce en eficiencia y reducción de costes operativos. 

A continuación, se detallan las principales aplicaciones de esta fuente de energía.

Calefacción de edificios industriales

La calefacción geotérmica se utiliza para mantener los edificios industriales a una temperatura óptima, mejorando así el confort de los trabajadores y la eficiencia de los procesos productivos. 

Esta tecnología permite calentar espacios grandes de manera eficiente y sostenible al extraer calor del subsuelo. 

Entre sus ventajas se incluyen:

• • Reducción significativa de las facturas energéticas.

• • Menor huella de carbono gracias a la disminución en el uso de combustibles fósiles.

• • Estabilidad en el costo de la energía, al depender menos de mercados volátiles de combustibles.

Procesos industriales a baja y media temperatura

La energía geotérmica es especialmente adecuada para procesos industriales que requieren calor a temperaturas moderadas. Esto se aplica a sectores como la agroindustria y la producción de alimentos, donde el aprovechamiento de este tipo de energía resulta eficiente. 

Las aplicaciones incluyen:

• • Calor para procesos de pasteurización y cocción de alimentos.

• • Termorregulación en procesos de fermentación.

• • Calentamiento de aguas para limpieza y tratamiento de productos.

La implementación de sistemas geotérmicos en estos procesos contribuye a la sostenibilidad y permite a las empresas posicionarse como líderes en responsabilidad ambiental.

Uso en piscinas y balnearios

Las instalaciones recreativas como piscinas y balnearios se benefician significativamente de la energía geotérmica, ya que esta fuente de calor garantiza una temperatura adecuada de forma constante. La utilización de esta tecnología no solo proporciona confort a los usuarios, sino que también optimiza los costes operativos. 

Los beneficios de la energía geotérmica en este contexto son:

• • Calefacción de piscinas interiores y exteriores, asegurando temperaturas agradables durante todo el año.

• • Calor para spas y saunas, mejorando la experiencia del cliente.

• • Eficiencia en el mantenimiento de las instalaciones al reducir el uso de sistemas de calefacción convencionales.

El uso de energía geotérmica en piscinas y balnearios se está consolidando como una práctica recomendable en el sector turístico, ofreciendo una experiencia más saludable y sostenible para los visitantes.

Uso de biomasa en procesos industriales

La biomasa representa una alternativa valiosa en el ámbito industrial, contribuyendo a la sostenibilidad y eficiencia energética. Su aprovechamiento permite generar energía, calefacción y reducir residuos, estableciendo un ciclo energético más limpio y responsable.

Generación de calor para sistemas de calefacción

Los sistemas de calefacción industriales que utilizan biomasa como fuente de energía destacan por su capacidad para producir calor a partir de materiales orgánicos. Esta práctica no solo aprovecha recursos renovables, sino que también ayuda a minimizar la dependencia de combustibles fósiles. 

Los principales combustibles de biomasa incluyen: 

• • Residuos agrícolas: paja, cáscaras y restos de cultivos.

• • Residuos forestales: astillas de madera y ramas.

• • Cultivos energéticos: plantas cultivadas específicamente para la producción de energía.

Estos materiales se pueden utilizar en calderas de biomasa, que son equipos diseñados para quemar biomasa y generar calor.

Este calor se emplea en diversas aplicaciones industriales, desde la calefacción de espacios hasta procesos de producción que requieren temperaturas específicas.

Producción de energía eléctrica en plantas de biomasa

Las plantas de biomasa también tienen un papel fundamental en la generación de electricidad. A través de diferentes tecnologías, la biomasa se convierte en energía eléctrica, lo que proporciona una fuente sostenible y cableada de electricidad para el funcionamiento de plantas industriales y otros usos. 

Las principales tecnologías empleadas son:

• • Combustión directa: Involucra la quema de biomasa en calderas para generar vapor que mueve turbinas y produce electricidad.

• • Gasificación: Proceso que transforma la biomasa en un gas combustible, que luego se quema o se utiliza en motores para generar electricidad.

• • Digestión anaeróbica: Conversión de biomasa en biogás mediante microorganismos, el cual se puede utilizar para producir energía eléctrica.

Esta generación de energía eléctrica a partir de biomasa no solo contribuye a una matriz energética más limpia, sino que también promueve la creación de empleo en áreas rurales, donde se desarrollan estas plantas.

Reducción de residuos industriales mediante biomasa

La biomasa ofrece una solución efectiva para la gestión de residuos industriales. Al aprovechar residuos orgánicos que, de otro modo, se desechaban, se genera energía y se minimiza el impacto ambiental. 

Este enfoque es aplicable en sectores como: 

• • Industria alimentaria: Disponibilidad de restos de producción que pueden usarse como biomasa.

• • Sector forestal: Aprovechamiento de subproductos y residuos de la industria de la madera.

• • Residuos agrícolas: Uso de pajas y restos de cultivo como materia prima.

El reciclaje de estos materiales no solo apoya la sostenibilidad, sino que también contribuye al cumplimiento de normativas ambientales más estrictas. De este modo, las empresas pueden reducir sus costes asociados a la gestión de residuos y optimizar su impacto ecológico.

Potencial de la energía de las olas y mareas

La energía de las olas y mareas representa una fuente prometedora de energía renovable. Esta tecnología se basa en el aprovechamiento del movimiento del agua para generar electricidad y calor. Su desarrollo está en auge, y su integración en procesos industriales puede ser de gran utilidad.

Aprovechamiento de la energía cinética del agua

La energía de las olas y mareas se origina a partir del movimiento y fluctuación del agua en los océanos y mares. Este movimiento genera energía cinética que puede ser capturada mediante diferentes tecnologías. 

Las principales técnicas incluyen: 

• • Sistemas de boyas: Utilizan el movimiento vertical de flotadores que suben y bajan con las olas para generar energía mecánica.

• • Convertidores de energía de olas: Dispositivos que convierten la energía de las olas en energía eléctrica mediante mecanismos de pistones o palas.

• • Plantas de energía de mareas: Aprovechan las diferencias de nivel del agua causadas por las mareas para generar electricidad mediante turbinas que se activan con el flujo y reflujo del agua.

El potencial para aprovechar esta energía es significativo, dado que los océanos cubren más del 70% de la superficie terrestre, ofreciendo un acceso constante y abundante a esta fuente de energía.

No obstante, su desarrollo a gran escala aún se enfrenta a desafíos técnicos y económicos que deben ser superados.

Generación de electricidad y calor

Los sistemas que aprovechan la energía de las olas y mareas no solo se limitan a la generación de electricidad. También pueden ser utilizados para producir calor, lo cual resalta su versatilidad. 

La conversión de energía cinética en electricidad se realiza utilizando generadores eléctricos. Los sistemas térmicos pueden aprovechar el calor generado por la fricción del movimiento del agua.

Las instalaciones para la generación de energía de las olas y mareas tienen la capacidad de proporcionar electricidad a la red nacional, así como suministrar calor para procesos industriales. 

Esto puede disminuir la huella de carbono de las empresas, al reducir la dependencia de fuentes de energía convencionales.

Aplicaciones industriales en zonas costeras

El uso de energía de las olas y mareas en la industria se presenta como una opción interesante en regiones costeras. 

Las aplicaciones industriales principales incluyen: 

• • Calefacción de instalaciones: Las instalaciones costeras pueden beneficiarse de sistemas de calefacción alimentados por energía térmica generada a partir de olas o mareas.

• • Provisión de energía a plantas industriales: La electricidad generada puede ser utilizada en procesos industriales para reducir costos operacionales y emisiones.

• • Turismo y recreación: La energía de las olas puede contribuir a calentar piscinas en balnearios y resorts costeros, mejorando la experiencia del cliente y reduciendo los costos energéticos.

Las inversiones en infraestructura para capturar energía de las olas y mareas están siendo cada vez más valoradas y pueden resultar en un cambio significativo en la forma en que las industrias costeras operan, ayudando a fomentar un modelo energético más sostenible.

Beneficios de la energía térmica renovable

La adopción de energía térmica renovable en el ámbito industrial conlleva una serie de beneficios significativos, que abarcan aspectos ambientales, económicos y de seguridad energética.

Estos factores se constituyen como impulsos fundamentales para la transición hacia un modelo industrial más sostenible y eficiente.

Reducción de emisiones contaminantes

La utilización de fuentes térmicas renovables permite mitigar la contaminación asociada a la combustión de combustibles fósiles. Este cambio en la matriz energética tiene un impacto directo en la reducción de gases nocivos que afectan la salud pública y el medio ambiente.

Impacto en gases de efecto invernadero

Los sistemas de energía térmica renovable, como la solar, geotérmica y de biomasa, no emiten gases de efecto invernadero durante su funcionamiento.

Esta característica es esencial para combatir el cambio climático y alcanzar los objetivos de reducción de emisiones dispuestos en acuerdos internacionales.

Mejora en la calidad del aire

La disminución de la quema de combustibles fósiles conduce a menos contaminantes atmosféricos, lo que se traduce en una mejora notable en la calidad del aire.

Menores niveles de partículas y contaminantes contribuirán al bienestar general de la población y al mantenimiento de ecosistemas saludables.

Ahorro económico a largo plazo

La implementación de estos sistemas también resulta en ahorros económicos significativos, que son cruciales para las empresas que buscan optimizar sus costos operativos.

A pesar de la inversión inicial necesaria, los beneficios a medio y largo plazo son evidentes.

Costes operativos y de mantenimiento reducidos

Los sistemas de energía térmica renovable suelen tener bajos costes operativos debido a su alta eficiencia y durabilidad.

Esto significa que las empresas pueden obtener calor y electricidad a un costo menor a lo largo del tiempo. Los sistemas de biomasa, por ejemplo, aprovechan recursos locales que pueden también ser más económicos.

Retorno de la inversión inicial

Aunque la instalación de tecnología renovable puede requerir una inversión considerable, el retorno de esa inversión se puede ver reflejado en años gracias a la disminución de los costes operativos y a los posibles incentivos fiscales que los gobiernos ofrecen.

Este aspecto es fundamental para motivar a más industrias a adoptar estas prácticas.

Independencia energética

El uso de energía térmica renovable también permite a los países disminuir su dependencia de combustibles fósiles importados, lo que a su vez mejora su seguridad energética.

Este aspecto se vuelve crítico en un contexto global donde las fluctuaciones en los precios de los combustibles pueden tener un impacto significativo en la economía.

Menor dependencia de combustibles fósiles

Al integrar fuentes renovables en la matriz energética industrial, las empresas pueden reducir su exposición a los precios volátiles del petróleo y el gas.

Esto no solo protege a las empresas de aumentos repentinos en los costes, sino que también contribuye a la estabilidad económica de la nación.

Mejora de la seguridad energética

La diversificación de la oferta energética, facilitada por la energía térmica renovable, refuerza la resiliencia del sistema energético. La capacidad de generar energía a partir de fuentes locales y sostenibles resulta en un suministro más seguro y fiable, especialmente en épocas de crisis energética.

España ha establecido un marco estratégico claro para integrar energías renovables en su sistema energético, destacando la energía térmica renovable como un componente clave para un futuro energético sostenible.

Estrategias y situación en España

Estrategia Energética 2030

La Estrategia Energética 2030 de España busca diversificar y modernizar la matriz energética del país, enfocándose en la sostenibilidad y la reducción de emisiones.

Este plan incluye objetivos concretos para incrementar el uso de energías renovables, incluyendo las térmicas.

Objetivos para energías térmicas renovables

Los objetivos planteados en la Estrategia Energética 2030 son esenciales para promover la adopción de energías térmicas renovables en sectores industriales. 

Estos incluyen: 

• • Incrementar la participación de las energías térmicas renovables en el consumo final de energía.

• • Fomentar el uso de tecnologías innovadoras para maximizar la eficiencia energética.

• • Alcanzar un porcentaje significativo de autoconsumo dentro de las medidas adoptadas por las industrias.

Incentivación de proyectos de autoconsumo

La incentivación de proyectos de autoconsumo se reconoce como una estrategia fundamental.

Se han establecido mecanismos para favorecer que las industrias puedan generar y gestionar su propia energía, reduciendo la dependencia de la red eléctrica convencional. 

Estas medidas permiten:

• • Mejorar la rentabilidad de las empresas al reducir costes operativos.

• • Facilitar el acceso a financiamiento a través de subvenciones y ayudas estatales.

• • Promover la inversión en sistemas de energía renovable a nivel industrial.

Medidas específicas de fomento

El Gobierno español ha implementado varias medidas específicas para fomentar la adopción de energías térmicas renovables. Estas medidas son parte de un esfuerzo coordinado para atender las necesidades energéticas del sector industrial mientras se respeta el medio ambiente.

Investigación en nuevas tecnologías

El impulso a la investigación en nuevas tecnologías es esencial para hacer avanzar la energía térmica renovable. Las autoridades han priorizado la inversión en investigación y desarrollo, favoreciendo la creación de soluciones que mejoren la eficiencia y viabilidad técnica de estos sistemas. 

Esto incluye:

• • Colaboraciones con universidades y centros de investigación.

• • Proyectos de innovación en manejo y almacenamiento de energía térmica.

• • Pruebas y validaciones de nuevas tecnologías en entornos industriales.

Creación de infraestructuras adecuadas

El desarrollo de infraestructuras adecuadas es otro aspecto clave. Invertir en redes y sistemas diseñados para integrar energías térmicas renovables asegura que las empresas dispongan de recursos óptimos para implementar sus proyectos energéticos. 

Las acciones incluyen:

• • Mejorar la conectividad de las instalaciones industriales con redes de distribución de energía renovable.

• • Establecimiento de puntos de carga para sistemas de energía térmica.

• • Actualización de infraestructuras para apoyar el autoconsumo y la integración de módulos térmicos.

Casos de éxito en la implementación de energías térmicas renovables

La adopción de energías térmicas renovables ha demostrado su viabilidad a través de ejemplos concretos en diversas industrias. Estas experiencias exitosas subrayan el potencial de estas tecnologías para transformar procesos productivos y contribuir a la sostenibilidad.

Ejemplo de Heineken

Heineken ha efectuado una notable transformación en su planta de Austria mediante la implementación de sistemas de energía solar térmica. Esta planta, dedicada a la producción de cerveza, ha adaptado sus procesos de maceración para utilizar agua caliente generada por captadores solares. Esta iniciativa no solo permite un uso más eficiente de los recursos energéticos, sino que también contribuye significativamente a la reducción de emisiones de CO2.

Detalles de la implementación:

• • Integración de la energía solar: Instalación de captadores solares térmicos en el tejado de la planta, optimizando el aprovechamiento de la radiación solar disponible en la región.

• • Ahorros energéticos: La utilización de agua caliente solar en el proceso de maceración ha permitido una disminución del consumo de gas natural, generando importantes ahorros en los costes energéticos.

• • Resultados ambientales: La transición a energías renovables ha reducido notablemente la huella de carbono de la planta, alineándose con los compromisos de sostenibilidad de Heineken a nivel global.

Ejemplo de Codorniu

En el sector vitivinícola, Codorniu ha realizado una implementación exitosa de sistemas de energía solar térmica para sus procesos de limpieza y desinfección. Este enfoque no solo mejora la eficiencia energética, sino que también refuerza el compromiso medioambiental de la bodega.

Aspectos destacados de su proyecto:

• • Uso de energía solar térmica: Se han instalado captadores solares que aprovechan la radiación solar para calentar el agua necesaria en los procesos de limpieza de las instalaciones.

• • Beneficios económicos: La reducción en el consumo de energía eléctrica y la disminución de costes operativos se traducen en un mejor margen económico para la empresa.

• • Mejora en la imagen corporativa: La adopción de energías renovables contribuye al posicionamiento de Codorniu como una bodega responsable y comprometida con la sostenibilidad ambiental.

Apclen es una empresa de servicios energéticos (ESE) en modalidad de venta de energía, vehiculada mediante contratos PPA (power purchase agreement). Acompañamos a nuestros clientes en la reducción de los costes energéticos y emisiones de CO2, aportando una propuesta de valor sustentada en 3 pilares fundamentales: el ahorro energético, la eficiencia y sostenibilidad y el servicio integral.