Investigadores de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (ETSIAAB) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) han analizado la viabilidad del uso de energía solar térmica de baja temperatura para la descarbonización y la reducción de emisiones en la industria agroalimentaria.
En la Unión Europea, la industria agroalimentaria ocupa el cuarto puesto en cuanto a consumo energético dentro del sector industrial. Una parte importante de este consumo se atribuye al calentamiento de agua para múltiples operaciones. La mayor parte de este suministro energético sigue correspondiendo a combustibles fósiles, con una limitada implantación de sistemas solares térmicos.
Por tanto, dado su papel como una de las mayores industrias manufactureras y consumidoras de energía, la UPM ha estudiado el potencial de la energía solar térmica para lograr una industria más competitiva y eficiente, reduciendo la dependencia energética frente a terceros países.
Los investigadores analizaron la viabilidad de los sistemas de energía solar térmica en cerca de 1.300.000 casos relacionados con la industria agroalimentaria, considerando una amplia gama de patrones de consumo, variables económicas y ubicaciones. El estudio ha sido publicado en la revista Results in Engineering.
Ahorro energético y reducción de las emisiones de CO2
Así, los investigadores descubrieron que la energía media anual que se ahorra implementando este tipo de sistemas varía entre valores cercanos a 200 kWh/m2 de captador para patrones muy irregulares y 900 kWh/m2 para el patrón más regular, con picos que alcanzan los 1.400 kWh/m2 en los escenarios más favorables. Esto se traduce en una capacidad media de reducción de emisiones que oscila entre 28 y 123 kg CO2 eq/m2 para la electricidad y entre 58 y 255 kg CO2 eq/m2 para el gasóleo, con picos de 400 kg CO2 eq/m2 en los escenarios más favorables.
La estacionalidad de la demanda, la frecuencia semanal del consumo y los precios de la energía son los factores que más influyen en la viabilidad de la energía termosolar. La uniformidad de la demanda diaria, la localización y el coste de la inversión también son factores determinantes, según indican los expertos.
En este sentido, según explican los investigadores, los patrones de consumo de un solo día a la semana hacen inviable los sistemas solares térmicos en la mayoría de escenarios analizados. Sin embargo, con sólo tres días no consecutivos, la viabilidad aumenta significativamente y en industrias con demanda diaria se puede reducir más de un 30% el periodo de retorno frente a una demanda de lunes a viernes.
Análisis del consumo, horas de demanda y precios de la energía
El tipo de consumo en cuanto a horas de demanda también es importante a la hora de analizar la viabilidad de este tipo de sistemas, ya que la viabilidad y rentabilidad se ven penalizadas cuando la demanda se concentra en pocas horas, según los investigadores. El periodo de retorno en patrones con un pico de consumo a primera hora de la mañana puede duplicar al de un patrón uniforme.
Por otro lado, el precio de la energía también influye en la rentabilidad de los sistemas solares térmicos. Con precios bajos de la energía, los sistemas solares térmicos de baja temperatura sólo serían viables en escenarios muy favorables que combinan factores como alta radiación, bajo coste de inversión, uniformidad de la demanda y/o alta frecuencia. Sin embargo, si los precios están próximos a los de los últimos dos años, el número de escenarios viables aumenta notablemente, con rentabilidades atractivas y ahorros energéticos significativos, según el estudio.