Cómo el calor del sol podría ayudar a limpiar el acero y el cemento

El sitio termosolar Heliogen en Lancaster, California. Cortesía de Heliogen

A lo largo de los años, una variedad de nuevas empresas y grupos de investigación han pregonado la promesa de las plantas termosolares, que utilizan una gran variedad de espejos para concentrar la luz solar y producir electricidad a partir del calor resultante. Pero el campo ha tenido problemas para producir energía barata y afianzarse en el mercado, incluso cuando el precio de los paneles solares se ha desplomado.

El emprendedor en serie Bill Gross, sin embargo, sigue siendo un verdadero creyente en la tecnología. El martes, Gross, el presidente de la incubadora Idealab y director ejecutivo de la anterior empresa termosolar energía solar, anunció un emprendimiento que se salta la parte eléctrica y destina el calor directamente a los procesos industriales.

Heliogen planea alcanzar temperaturas más altas que las plantas comerciales anteriores: suficiente calor para producir cosas como cemento, acero e hidrógeno. La esperanza es que este calor solar pueda reemplazar los combustibles fósiles que generalmente se requieren para impulsar las reacciones necesarias, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero producidas en el proceso.

Si funciona como se espera, podría ser una pieza fundamental en el rompecabezas de la descarbonización. Un informe de octubre del Centro para la Política Energética Global de la Universidad de Columbia descubrió que la quema de combustibles fósiles para producir calor para los procesos industriales produce alrededor del 10% de las emisiones globales de dióxido de carbono, más que todos los automóviles del mundo.

Sin embargo, habría limitaciones sobre dónde y cómo se podría aplicar esta tecnología. Las plantas solares concentradas generalmente solo funcionan en áreas muy soleadas y no se puede enviar calor a largas distancias. Por lo que las empresas industriales que quieran aprovechar este proceso pueden tener que construir nuevas plantas cerca de estas instalaciones termosolares, o viceversa.

El medio del desierto no suele ser un centro industrial, dice Julio Friedmann, investigador principal del Centro para la Política Energética Global y autor principal del informe.

Heliogen, con sede en Pasadena, California, aún necesita demostrar que la tecnología funcionará de la manera que afirma y a costos competitivos. La empresa emplea a unas 25 personas, pero se niega a revelar cuánto dinero ha recaudado.

Una planta termosolar estándar alcanza temperaturas un poco por debajo de los 600 ˚C para calentar un medio como las sales fundidas. Eso, a su vez, se utiliza para convertir el agua en vapor, que hace girar la turbina que produce electricidad.

El truco de Heliogen consiste en usar cámaras de alta resolución y software de visión por computadora para hacer pequeños ajustes en cada uno de sus espejos, alineando cada rayo solar en un único punto diminuto.

La compañía ya ha construido una pequeña planta termosolar en Lancaster, California, que ha alcanzado temperaturas superiores a los 1.000 ˚C. Gross dice que es la primera vez que se alcanzan tales temperaturas en una instalación comercial, y el comunicado de prensa lo proclama como un logro científico singular. Pero los observadores en el campo notan que otros grupos comerciales y de investigación han logrado temperaturas similares, al menos en experimentos limitados, y que en cualquier caso, la parte más complicada es desarrollar sistemas que puedan soportar, retener y transferir el calor.

Heliogen dice que podría usar varios medios, incluidas partículas de cerámica, para enviar calor a los lugares donde se llevan a cabo los procesos industriales. Sin embargo, ciertos procesos de un solo paso, como la fabricación de cal, podrían calentarse directamente en el sitio mediante los espejos solares.

Pero la startup también necesitará alcanzar (y mantener) temperaturas superiores a los 1.000 ˚C para llevar a cabo algunas de las aplicaciones que menciona. Los altos hornos de acero funcionan a alrededor de 1100 ˚C, mientras que los hornos de cemento funcionan a alrededor de 1400 ˚C, señala el Center for Global Energy Policy. Y dividir el agua para producir hidrógeno requeriría temperaturas de alrededor de 1.500 ˚C, dice Heliogen.

Gross dice que la tecnología permite alcanzar eso por completo, y que la compañía trabajará para lograr ese objetivo el próximo año. Pero una hoja de ruta tecnológica no es una demostración.

El hidrógeno, que generalmente se deriva del gas natural, se utiliza en una variedad de procesos industriales, incluida la producción de amoníaco para fertilizantes. Una forma limpia podría reducir las emisiones en esos sectores, funcionar directamente como combustible o combinarse con dióxido de carbono para producir combustibles más densos en energía.

Dadas las limitaciones geográficas, no es probable que la energía solar térmica desplace las operaciones industriales existentes en el corto plazo, dice Friedmann. Pero podría proporcionar una alternativa de bajas emisiones para un crecimiento adicional en estos sectores, particularmente en áreas con políticas climáticas fuertes, dice.

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