Cogeneración: aplicaciones en la industria
La energía eléctrica es fundamental para prácticamente todas las actividades cotidianas. La cogeneración permite obtener energía eléctrica y calor útil a través de la combustión de una energía primaria. Una vez analizadas las ventajas de la cogeneración energética, veamos qué posibilidades presenta con base en las necesidades de cada sector.
Sectores y subsectores que se benefician de la cogeneración
Hace ahora un año, se celebraba GENERA 2020, Feria Internacional de Energía y Medio Ambiente, organizada por Ifema que apostó por dar impulso a la cogeneración como principal tecnología de autoconsumo en países como Alemania, donde ya cuenta con gran terreno de aplicación, pero también en España, por su relevancia en cuanto a eficiencia y sostenibilidad.
En nuestro país los subsectores industriales más desarrollados en lo que se refiere a la cogeneración son el papelero, químico y petroquímico, refinería, procesos ( alimentación, textil, madera, minerales) o construcción, pero cuenta con un amplio potencial para ser implementado en fermentación, hornos coque, hornos para vidrio, refinación de aceites o el sector agrícola, incluyendo lecherías e industria del azúcar.
Del mismo modo la cogeneración puede aplicarse al sector residencial y terciario, pequeño y mediano, su funcionalidad para calefacción o climatización abarca todos los edificios en el alcance de la red de distribución de calor: comerciales( edificios de oficinas, hoteles, clubs de salud, residencias de ancianos); residenciales (apartamentos, urbanizaciones); institucionales (colegios y universidades, hospitales, bases militares); o municipales (sistemas de energía de distrito, instalaciones de tratamiento de aguas residuales, edificios públicos).
¿Qué es una planta de cogeneración de energía?
Con la cogeneración el proceso de transformación de energía puede ser utilizado para, simultáneamente, generar electricidad y calor residual útil, aprovechando entre un 75% y 90% de la energía química contenida en el combustible. Esto además implica la proximidad de la planta generadora y el lugar de consumo, lo cual favorece la autonomía de las fábricas y la reducción de costos en el transporte.
Elementos básicos para el funcionamiento de una planta de cogeneración:
- Fuente de energía primaria: el combustible primario, como fuel, gasóleo, gas natural, biomasa, etc.
- Motor o caldera: utilizando un combustible fósil se requiere de un motor para la combustión y si se usa gas, carbón o biomasa, una caldera donde se quema el combustible.
- Sistema de aprovechamiento de energía mecánica: la energía obtenida se transfiere desde un eje a una turbina o mediante un gas que circule por tuberías y mueva las paletas del generador para obtener energía eléctrica.
- Sistema de aprovechamiento de calor: calderas recuperadoras de calor de gases de escape, secaderos o intercambiadores de calor, o incluso unidades de absorción que producen frío a partir de este calor de bajo rango.
- Sistema de refrigeración: una parte de la energía térmica contenida en el combustible debe ser evacuada. Las torres de refrigeración, los aerocondensadores o los intercambiadores suelen ser habituales en las plantas, pues un objetivo importante es minimizar la cantidad de calor expedido al entorno.
- Sistemas auxiliares: sistemas de tratamiento del agua, análisis de presión para el vapor, etc., controlados mediante sistemas informáticos con un software específico.
- Sistema eléctrico: la energía eléctrica producida irá directa a su usuario/a o consumidor/a. Puede pasar por una fuente de alimentación para tratarla o por un transformador para adaptar el voltaje.
Tipos y usos de cogeneración de energía
Al término de la producción de energía eléctrica, los sistemas de cogeneración presentan tres formas de producción de energía térmica: agua hirviendo, vapor y agua helada. Cada industria y sector requiere de una solución de cogeneración térmica diferente según su tipo de necesidades.
- Vapor
La cogeneración con vapor, contribuye de forma demostrada a la disminución de la emisión de gases de efecto invernadero y es un motor energético de gran valor por su economicidad y seguridad (no es inflamable ni tóxico). Estas características lo convierten en una fuente energética especialmente indicada para industrias que trabajan con procesos químicos como el sector de las bebidas alcohólicas, los hospitales, o la industria alimentaria.
- Agua caliente
La cogeneración con agua caliente se recomienda fundamentalmente para las industrias alimentaria, farmacéutica y química y el surtimiento de aguas sanitarias a edificios habitacionales, servicios hoteleros y restauración. Puede ser una solución adecuada para otro tipo de industrias que trabajan con circuitos de agua caliente como los procesos de lavado y tinte de la industria textil.
- Agua helada
La cogeneración con agua helada se obtiene de forma similar a la cogeneración con agua caliente, la diferencia radica en la aplicación de un filtro enfriador para la obtención de la primera.
De las tres formas de cogeneración es la que presenta un uso más extendido, siendo aplicable en viviendas, hotelería, comercio, complejos deportivos o restauración. Su uso es extensible a sectores que necesitan sistemas de refrigeración contínua como la industria pesada, las conserveras o cierto tipo de industrias químicas.
Instalación
Las instalaciones de cogeneración facultan un uso eficiente y pragmático de la energía mediante el uso de un único generador que produce calor y energía a partes iguales. Permite economizar el gasto energético y evita posibles cortes de suministro que pueda producir un fallo en la red.
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El futuro de los sistemas de alimentación energética se centra sin retorno en el perfeccionamiento de técnicas de aprovechamiento energético y sostenibilidad.
