El proyecto europeo Ship2Fair (Calor solar para procesos industriales hacia el compromiso de las industrias alimentaria y agrícola en energías renovables) trabaja para integrar el uso de la energía solar térmica para descarbonizar la industria agroalimentaria en Europa. Diseña un conjunto de herramientas y métodos para el desarrollo de proyectos de energía solar térmica durante todo su ciclo de vida, mejorando la eficiencia energética y reduciendo el impacto ambiental.
El sector agroalimentario es uno de los sectores con mayor impacto económico (en España, aporta el 5,4% del PIB) pero también ambiental, siendo el responsable del 27% de las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero a nivel mundial. El objetivo principal de Ship2Fair es reducir estas emisiones de CO2 integrando soluciones de energía solar térmica en los procesos industriales del sector agroalimentario.
Proyecto Ship2Fair
Ship2Fair, que se inició en 2018, se ha extendido hasta junio de 2023. La Comisión Europea financia este proyecto en el marco de Horizonte 2020 con cerca de 8 millones de euros. Está liderado por la Fundación Circe (España) y el consorcio está formado por 15 socios (del sector agroalimentario y en tecnologías solares) de 8 países europeos, entre los que se encuentran Bodegas Roda y Cooperativas Agro-alimentarias de España.
Esta iniciativa europea ha ganado recientemente el premio Go!ODS en la categoría de Energía limpia y asequible del Objetivo de Desarrollo Sostenible (ODS) 7, promovido por el Pacto Mundial de Naciones Unidas España y la Fundación Rafael del Pino. Se reconoce la labor del proyecto para ayudar al sector agroalimentario en el camino hacia la sustitución del uso del gas natural por la producción de calor renovable solar de alta temperatura.
Además del premio Go!ODS, los avances del proyecto Ship2Fair le valieron la Mención de Honor a la mejor actuación de eficiencia energética en materia de Energías Renovables en la 12ª edición de los Premios Nacionales de Energía 2020 de la Asociación de Agencias Españolas de Gestión de la Energía.
Desarrollo de herramientas de replicación y de control
El concepto SHIP proviene de las siglas en inglés de Solar Heat for Industrial Process (SHIP). El proyecto Ship2Fair validará dos herramientas. La herramienta de replicación es un software para apoyar el diseño conceptual de proyectos SHIP y el desarrollo de estudios de factibilidad técnico-económica. Esta herramienta combinará tanto los datos de la generación solar como las características del proceso, para ofrecer una primera perspectiva de la integración de SHIP dentro del proceso y optimizar el sistema de acuerdo con las necesidades del usuario.
Por su parte, la herramienta de control es un sistema de soporte de decisiones online para optimizar la gestión del proceso de calentamiento a través de un enfoque orientado a la supervisión en vivo, capaz de evaluar el rendimiento también para predecir mejor las intervenciones de mantenimiento y maximizar la producción de energía solar teniendo en cuenta también el pronóstico del tiempo.
Las herramientas de control y replicación se validarán y ajustarán en los sitios de demostración. Además, una guía general de SHIP integrará el uso de las herramientas y los resultados del programa de demostración.
Por otro lado, el programa de capacitación es otro de los pilares de Ship2Fair. En este sentido, se ha fomentado la presencia de socios con capacidades de difusión y formación con el fin de maximizar el alcance de estas actividades a múltiples sectores, incluyendo personal técnico como ingenieros y operadores, jefes de planta, inversores y stakeholders, así como en el mundo académico con el fin de incentivar a los estudiantes a especializarse en esta área.
Programas piloto en industrias del sector agroalimentario
En la actualidad, Ship2Fair lleva a cabo proyectos piloto en cuatro industrias representativas del sector agroalimentario: fermentación y estabilización del vino (Bodegas Roda, en España), destilación de bebidas alcohólicas (Martini & Rossi, en Italia), producción de foie gras (Jean Larnaudie, en Francia) y refinado de azúcar (Grupo RAR, en Portugal).
En el marco de su apuesta por la sostenibilidad y el respeto al medio ambiente, Bodegas Roda, en España, encontró en Ship2fair una oportunidad de adaptación al cambio climático en cuanto al uso de la energía. En este sitio piloto el calor solar se utiliza específicamente para el proceso de fermentación y crianza del vino.
El sitio de demostración de Bodegas Roda está situado junto al río Ebro, en el barrio de la estación de Haro (La Rioja), sobre una bodega centenaria. Dispone de una instalación solar compuesta por 70 m2 de tubos de vacío de alto rendimiento; colectores solares térmicos, modelo Vitosol 200 TM SPEA, 3m2 de 3,26 m2 de área de apertura, y la capacidad del campo solar es de 50 kW.
Roda cuenta con una instalación solar con almacenamiento centralizado de 4.000 litros, en dos depósitos que reciben el calor solar a través de un intercambiador de placas externo. El calor de estos depósitos se utiliza para sustituir parcialmente el aporte energético de fuentes convencionales. El diseño solar se ha integrado con el convencional de forma que se garantiza el máximo aprovechamiento tanto del sistema solar como del convencional.
La instalación de Martini & Rossi, en Italia, se puso en marcha hace un año. Cuenta con paneles planos de alto vacío de TVP que producen agua caliente para la calefacción de espacios en la planta. El sistema solar térmico genera vapor para alimentar los procesos productivos de la planta. También se ha integrado la herramienta de control Ship2Fair y la introducción de estrategias avanzadas de monitorización y control para la optimización del sistema de energía térmica en general.
En cuanto a la demostración de Larnaudie, se ubica en una fábrica de procesamiento de carne en el suroeste de Francia, un lugar con irradiancia media baja y un alto componente de luz difusa. En este caso, el proyecto también utiliza TVP Solar HVFP en una aplicación de cascada innovadora: precalentar el agua de alimentación de la caldera de 105 a 140 °C, seguido de un uso secundario, que consiste en mantener un almacenamiento de agua caliente (hidrogás) de 40 m3 a 60 °C. Esta configuración optimizada maximiza la eficiencia del campo solar, reduciendo los costos de gas y permitiendo que el campo solar proporcione energía activamente también con baja irradiación en invierno.
Finalmente, en la empresa dedicada a la refinación y comercialización de azúcar RAR Açúcar en Oporto (Portugal), el proyecto incluye la instalación de Fresnel lineal con tecnología de receptor de vacío para producir el sistema de vapor directo necesario para mejorar la eficiencia de RAR a través de una solución solar térmica.
Objetivo de alcanzar hasta un 40% de fracción solar
Como resultado de estos programas piloto, el proyecto Ship2Fair pretende alcanzar hasta un 40% de fracción solar con un total de 2,9 MW de potencia instalada para producir 4,04 GWh al año, lo que evitará la emisión anual de 1.145 toneladas de CO2.
Al finalizar el proyecto, se espera haber contribuido a crear estudios de viabilidad en 10 emplazamientos adicionales y ayudado a sentar las bases para 75 industrias agroalimentarias de la Unión Europea, así como a 25 plantas de otros sectores industriales.