La situación actual de la industria cementera obliga a una descarbonización apresurada, para lo cual se están desarrollando soluciones como el uso de combustibles alternativos, captura de CO2 o mejoras de la eficiencia energética de las fábricas. En este estudio se apuesta por la eficiencia energética, específicamente por el aprovechamiento del calor residual en los gases de escape del horno de una cementera para producir energía eléctrica con un ciclo de Rankine orgánico (ORC). Haciendo cogeneración con un ciclo de cola que aprovecha el calor de los gases calientes del horno que se expulsan por la chimenea.
Se apuesta por un ORC por su buena adaptación a fuentes de calor de baja temperatura,y la electricidad que genere será consumida por la propia cementera. Gracias a éste, se puede generar energía eléctrica que puede utilizarse in situ y así reducir el consumo de la red, lo que implica menos gastos por la compra de electricidad y una reducción de emisiones de alcance 2, ya que la energía producida es limpia en carbono. Con esta tecnología, se puede conseguir una fuente de energía barata, fiable y libre de emisiones. Para ello se modela el ORC, se calcula cuánta demanda es capaz de cubrir, se evalua la viabilidad económica de la instalación obteniendo el coste normalizado de la electricidad y los beneficios que reporta, y se analiza su huella de carbono.
- Comenzando por la fuente de calor a 190◦C, la producción eléctrica permite cubrir como máximo hasta un 25% de la demanda eléctrica anual de la fábrica con un funcionamiento ininterrumpido del horno durante todo el año. La energía se produce con un LCOE competitivo comparado con los costes actuales de la electricidad. El retorno de la inversión del proyecto es atractivo y podría dar beneficios de hasta 40 millones de euros en toda la vida del proyecto. Gracias al ORC, se consigue un ahorro de un 1% de las emisiones anuales de la fábrica.
- Si la fuente de calor utilizada fuera mayor (330◦), la potencia del ORC crece, la rentabilidad del proyecto aumenta y se reducen más emisiones y permite cubrir hasta un 70% de la demanda eléctrica anual de la fábrica. Sin embargo, esta opción del proyecto tiene dos puntos débiles: la logística, que se haría más compleja y la competencia con otros usos del combustible, en este caso biomasa, por ejemplo, para la propia fabricación del cemento y no la generación de electricidad.
Los resultados obtenidos se pueden visualizar en el documento adjunto.
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