Este año, el gas se ha convertido en la mercancía más valiosa del mundo. Debido a la guerra en Ucrania y al aumento de la inflación, los precios de la energía han alcanzado un máximo histórico. Como resultado, el precio del gas natural en de Henry Hub en agosto de 2022 fue un 110% más alto que en agosto de 2021.
Alrededor del 79% de los combustibles utilizados para suministrar energía en las viviendas en México son gas natural licuado. Sin embargo, el gas natural se utiliza principalmente para la generación de calor industrial, que representa hasta dos tercios de la demanda total de energía. Y no menos importante, la producción de calor y vapor es responsable de una cuarta parte de las emisiones globales de CO2.
Ya existen alternativas sostenibles al gas y otros combustibles fósiles para la generación de calor y vapor. A la vanguardia de ellas está la concentración solar térmica, una tecnología que utiliza concentradores solares para generar calor y vapor industrial. CITRUS México, un startup que desarrolla plantas de la generación de energía térmica in-situ para la industria en México, ofrece actualmente a las empresas la oportunidad de probar y utilizar esta tecnología de forma gratuita como parte de su iniciativa «Planta Demo CITRUS para Industrias Sustentables».
Teniendo en cuenta los retos a los que se enfrenta el suministro de gas en México, ¿cuáles son los beneficios de la tecnología de concentración solar? y ¿qué papel juega CITRUS México en la mejora del acceso al calor renovable?
La necesidad de calor en la producción industrial
La generación de calor y vapor siempre ha sido responsable del 60-70% de las necesidades energéticas de México, pero los responsables políticos y los agentes privados tienden a pasar por alto sus enormes efectos sobre el suministro de energía y el planeta.
El calor y el vapor son necesario para diversas aplicaciones, como el lavado, la cocción, la esterilización, el secado, el precalentamiento del agua de alimentación de las calderas, el calentamiento de los procesos y mucho más en la producción de alimentos, cosméticos, ropa, productos farmacéuticos y plásticos. Sin embargo, el consumo de calor no es igual en todas las industrias, ya que la temperatura necesaria varía según los fines y los casos de uso. El cemento, por ejemplo, requiere altas temperaturas, mientras que las aplicaciones de secado o lavado en la industria alimentaria funcionan a temperaturas más bajas.
Producido a menudo con gas y combustibles fósiles, el calor industrial es responsable de la mayoría de las emisiones de CO2 relacionadas con la energía. Según el World Resource Institute, «las emisiones de metano representan alrededor del 24% del total de las emisiones de gases de efecto invernadero de México. Estudios recientes han demostrado que las plataformas de petróleo y gas en aguas mexicanas pueden emitir diez veces más metano que lo que estima el inventario nacional de gases de efecto invernadero de México.»
Sin embargo, según la Agencia Internacional de Energía, cualquier esfuerzo por frenar el efecto del calor en el planeta se enfrenta a retos únicos. El calor industrial suele generarse in situ y es más difícil de regular que un sector centralizado como la generación de energía térmica a gran escala. Además, como subraya la Agencia Internacional de la Energía, la concienciación pública sobre el problema es todavía escasa.
Hay una gran demanda de alternativas en ambos extremos: para que los consumidores y usuarios bajen sus precios de la energía y para que los responsables políticos y las partes interesadas combatan los efectos del calor industrial en el cambio climático.
El cómo y el porqué de la concentración solar
Esta gran demanda de alternativas renovables, sostenibles y rentables a la generación de calor industrial con gas y otros combustibles fósiles coincide con el espíritu innovador de la startup CITRUS México. En una entrevista, Katia Bernal, fundadora de CITRUS México, explica la necesidad de encontrar una alternativa al uso de gas y combustibles fósiles para la generación de calor.
«Antes de fundar CITRUS, vendía equipos para la industria alimentaria y farmacéutica. Una clienta que hacía mermelada orgánica gourmet para hoteles quería producir más, así que le ofrecí un tanque. Me dijo que no tenía electricidad ni gas en su planta de México y que no podía producir el vapor necesario. Me sorprendió tanto que no tuviera gas todo el tiempo que empecé a investigar más«.
Tras esta conversación en 2014, Katia fundó CITRUS México para promover los recursos energéticos renovables en México. La empresa tiene varias divisiones de negocio: Diagnóstico energético a través el servicio Check-up, la Generación de energía térmica y eléctrica, y el suministro de Equipos de proceso industrial. El 16 de enero de 2021, CITRUS y Absolicon firmaron un acuerdo de marco para la adquisición de la línea de producción de Absolicon para ser instalado en México. Esta línea de producción fabricará para la industria mexicana el concentrador solar más eficiente del mundo, el T160, el cual ofrece un suministro constante y fiable de calor y vapor solar industrial de hasta 160°C.
Con la marca Absolicon T-160, el colector solar concentra la radiación solar para calentar líquidos como el agua, el aceite térmico, el aire y el vapor hasta 160°C. También puede generar vapor hasta una presión de 8 bares para diversas aplicaciones industriales. Según el fabricante, los concentradores solares tienen una eficiencia récord, ya que capturan el 76% de la energía solar disponible. En comparación, un módulo fotovoltaico estándar tiene una tasa de conversión de aproximadamente el 20%.
Normalmente, las fuentes solares, geotérmicas o de biomasa proporcionan calor para los procesos industriales que calientan el agua o el aire. Muchas fuentes de calor renovables, como los colectores planos y los colectores de aire transpirado, pueden cumplir fácilmente los requisitos de temperatura más bajos.
Según la agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos, las tecnologías termo solares y los pozos geotérmicos profundos pueden soportar las temperaturas más altas hasta la fecha, como la producción de combustible que requiere agua sobrecalentada o vapor a presiones superiores a los 240°C/480 °F. La energía solar es una solución muy adecuada para México, un país con 3000 horas de sol al año y capaz de generar 24.918 GW.
Más de la mitad de la demanda de calor y vapor industrial se satisface a temperaturas inferiores a 400 grados, y algunas industrias funcionan a temperaturas inferiores a 120°C. Pero incluso si las energías renovables no pueden satisfacer toda la carga de calefacción, pueden proporcionar calor para complementar un proceso de calefacción convencional, dice la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos.
Dado que CITRUS puede calentar de forma fiable hasta 160°C con la tecnología Absolicon, ya puede generar calor industrial para diversos fines y contribuir de forma positiva a mayores cargas de calentamiento, y a precios más bajos, según Katia.
«Nuestros sistemas de generación de energía y calor son cada vez más comunes en México. Las grandes empresas multinacionales quieren reducir costos y deben contribuir a la descarbonización y a acuerdos políticos como el acuerdo de París o los ODS de la ONU. Para los usuarios más pequeños, el enfoque es la rentabilidad«, explica Katia.
Producción industrial sostenible con Heat as a Service
Las PYMEs son una importante fuente de riqueza en el país, ya que sus actividades económicas representan más del 52% del producto interior bruto (PIB). Esto significa que las pequeñas empresas contribuyen a más de la mitad de las transacciones financieras del país, dice el periódico Milenio.
Todas las micro, pequeñas y medianas empresas del país emplean alrededor del 70% de la mano de obra y las fuerzas productivas del país. Sin las PYMES, el desempleo en México sería aún mayor, y también la tasa de pobreza.
Para proporcionar energía a un coste asequible, CITRUS ofrece dos formas de adquirir el sistema. En primer lugar, las empresas pueden comprar los sistemas como una inversión CAPEX. La vida útil es de 25 años, y el periodo de retorno de la inversión se estima en menos de cinco años. Adicionalmente el cliente puede aprovechar del beneficio fiscal de energía renovable neto de impuestos.
En segundo lugar, CITRUS ofrece el calor como servicio: Heat as a Service. La ventaja de este modelo es que el cliente paga por la energía que consume. Tampoco tendrá una inversión inicial para el cliente ya que CITRUS financiará toda la instalación. Este modelo adopta el enfoque del software como servicio como una solución financieramente asequible y a largo plazo, al igual que Netflix o Microsoft Office. Este tipo de modelo de precios es especialmente beneficioso para quienes no quieren o no pueden pagar los costes de adquirir una planta de generación de energía térmica, pero buscan alternativas de energía renovable.
«Instalamos un sistema solar sin costo inicial al cliente, invertimos en la infraestructura, el cliente firma un contrato de compra de energía por un periodo de 10 a 15 años», explica Katia.
La necesidad de un cambio de paradigma
Los compradores y usuarios de Heat as a Service deben saber que la tecnología requiere espacio suficiente para su implantación técnica. Los usuarios necesitarán instalar campos de 500 a 200.000 concentradores solares, en función de sus necesidades.
Una solución para el futuro es suministrar a los 350 parques industriales centrales en México para distribuir el calor a los distintos usuarios, lo que suele denominarse co-ubicación y cogeneración. Pero, aunque la demanda de energía y calor va en aumento y el potencial de los sistemas renovables para calentar parques industriales enteros es enorme, durante años ha habido una falta de concientización y conocimiento sobre cómo se genera el calor.
«Muchos empresarios llevan años trabajando con el gas, satisfechos. Primero deben aprender a confiar que esta tecnología funciona. Aunque la homologación, la instalación, el funcionamiento y el suministro sean fiables, muchos siguen teniendo prejuicios y aún no aprecian la importancia de diversificar su matriz energética», explica Katia.
«Tenemos que trabajar con los líderes empresariales, los responsables políticos y las partes interesadas para lograr un cambio de paradigma en cuanto a la generación de energía térmica», conclye Katia Bernal.
