El sueño cumplido de un físico: la mayor planta termosolar industrial de Europa

La industria es una devoradora de recursos, algunos tan escasos como el agua y los combustibles fósiles, y contaminante. Sin embargo, convertir una fábrica en un centro independiente energéticamente, sin emisiones de CO₂ y que devuelva a los cauces el equivalente al suministro utilizado es posible y rentable. Fue la propuesta del doctor en física y catedrático de termodinámica de la Universidad de Sevilla Valeriano Ruiz hace cinco años. Hoy, el sueño de este referente en el sector de las energías limpias, al que no sobrevivió (falleció en 2021), es una realidad y un modelo tecnológico: la mayor planta termosolar industrial de Europa, instalada por la compañía Engie en la fábrica de cerveza de la multinacional Heineken en Sevilla.

Las instalaciones termosolares, que ocupan ocho hectáreas de los terrenos de la factoría, acaba de empezar a operar y ha reducido a más de la mitad el consumo de gas fósil para la energía térmica necesaria en el proceso de elaboración (cocción y pasteurización), que representa el 65% de su demanda. Esperan superar el 85% después de este año. El otro 35% de energía requerida es eléctrica, principalmente para embotellado y limpieza, y la generan ya por sus propios medios: una planta solar en Huelva y otra de biomasa en Jaén.

La inversión global de la compañía cervecera en sostenibilidad es de 30 millones de euros en los últimos dos años. El equivalente a dos tercios de esta cantidad (20.476.668 euros de los que 13.369.356 proceden de fondos europeos Feder) ha sido el coste de la planta construida por Engie en Sevilla, “Compensa. Los números salen”, afirma tajante Tomás Madueño, ingeniero de la multinacional que encargó el proyecto.

La estrategia difiere de la de otras compañías que se limitan a comprar energía adicional procedente de fuentes renovables para compensar sus balances de emisiones sin reducir el uso de fuentes contaminantes. “Una estrategia de compensación basada en los impactos de las emisiones operativas a corto plazo no dice nada sobre el efecto a largo plazo”, advierte Jesse Jenkins, profesor en del centro Andlinger para la Energía y el Medio Ambiente y coautor de un estudio de la Universidad de Princeton publicado en Joule.

Wilson Ricks, investigador de esta universidad de EE UU, añade: “Hay proyectos solares que no compiten con la energía basada en combustibles fósiles, sino con otros proyectos solares que podrían haberse construido en su lugar”. En su opinión, “el enfoque más rentable para que una empresa declare cero emisiones netas se basa, casi por completo, en la adquisición de suficiente energía solar o eólica para satisfacer su consumo anual”.

Sagrario Sáez, directora de sostenibilidad de Heineken, coincide. “Si el plan es compensar, pero sigues produciendo con energía no renovable, aumentan la producción y las emisiones”.

Con esta premisa de emisiones cero a partir de fuentes renovables suficientes para todo el proceso de producción nace la planta de Sevilla. Las ocho hectáreas de espejos parabólicos concentran la luz solar en un tubo central (captador) que, a diferencia de las instalaciones para generar electricidad por este sistema, en vez de aceite sintético contiene solo agua.

Este líquido, según explica Francisco Corral, ingeniero de Engie, alcanza 210 grados y se presuriza. De ahí pasa a un circuito secundario que, mediante intercambiadores, reduce a 160 grados la temperatura, la que necesita la planta para cocer el cereal y pausterizar el producto. La potencia de este proceso directo es de 30 megavatios térmicos (MWt) por hora.

Pero este sistema solo permitiría su utilización en condiciones óptimas. Para aprovechar toda la energía termosolar generada durante las horas de radiación solar y mantener la planta a pleno rendimiento de noche o en días sin sol, se creó un almacén para conservar 1.115 metros cúbicos de agua caliente. Son ocho tanques gigantes aislados con 200 milímetros de acero al carbono capaces de aportar 68 MWt.

En los tanques, el agua se distribuye en capas de diferentes temperaturas monitorizadas permanentemente para liberar sólo la inferior cuando, enfriada por medios mecánicos, se encuentra a los grados requeridos. Un complejo sistema de tortuosas tuberías, diseñado para soportar la dilatación producida por el calor conecta directamente el agua de los captadores y la almacenada con la planta.

El principio es parecido al de los conocidos calentadores domésticos solares de agua, por lo que parece fácil pensar que su aplicación industrial era evidente. Sin embargo, toda la planta, única en Europa, se tuvo que generar desde cero. “Existía la tecnología, pero no a esta escala”, explica Corral mientras señala con la mano las instalaciones equivalentes a ocho campos de fútbol.

Tampoco se hizo antes porque era necesario que cuadraran las cuentas, que la inversión, al margen de la compensación medioambiental y social, fuera rentable, algo que la subida de los costes energéticos ha acelerado. La planta se ha construido en dos años, casi dos veces antes de lo previsto, en un proceso jaleado por los plazos para acceder a los fondos Feder y que ha supuesto 150.000 horas de trabajo.

Engie es ahora la constructora, propietaria y operadora de la planta. En 20 años la transferirá a su cliente, Heineken, un lustro antes del fin de la vida útil teórica de la instalación actual. “Pueden ser más”, matiza Corral. “Esa es la duración para las plantas de generación de electricidad, que soportan temperaturas de hasta 350 grados”.

Esa vida útil es clave en la rentabilidad de estas instalaciones. En este sentido, Stefaan De Wolf investigador del KAUST Solar Center y autor principal de un trabajo publicado en Science, advierte: “Los paneles solares desplegados deben tener una vida útil que dure décadas. Comprender las tasas de degradación es crucial para establecer precios y garantías competitivos”.

Y, además de la razón económica, está la cuestión medioambiental por la generación de desechos cuando las plantas quedan obsoletas. Sagrario Sáez asegura que la política de cero residuos y reciclaje completo acordada para todo el proceso de producción se aplicará también a la nueva instalación. Los paneles utilizados son esencialmente espejos y prescinden de los materiales tóxicos y escasos de otros sistemas, como la perovskita.

Este proyecto se replicará, con diferente tecnología y escala, en la planta de Heineken en Valencia, que se inaugura este 28 de febrero, según las previsiones. Pero los creadores de todo el sistema creen que es aplicable a cualquier proceso industrial que precise de calor para la fabricación y cuente con terrenos junto a la factoría, ya que la distancia es el principal degradante de la potencia conseguida.

Agua

A pesar de que el sistema elegido (energía solar concentrada o CSP, por sus siglas en inglés) consume mucha menos agua que las plantas de torre central, el sueño de Valeriano Ruiz quedaba aún incompleto. Una fábrica de cerveza, por pura lógica, es una devoradora de agua. En sistemas tradicionales, se precisan más de tres litros de este recurso por cada uno de producto final.

La fábrica de Sevilla, donde el agua es petróleo, ha conseguido reducir esta proporción hasta los 2,6 litros por cada uno de cerveza. De este total, la mayor parte forma parte del producto que se consume (el 95% de una cerveza es agua), medio litro se evapora en el proceso y parte del resto se reutiliza en usos distintos al consumo. “Cada gota cuenta”, resalta Sagrario Sáez. Pero el objetivo era más ambicioso: recuperar 1.900 millones de litros.

La estrategia en este caso fue centrarse en los depósitos de agua de la naturaleza deteriorados e inutilizados por la acción humana. Un cauce, de forma natural, crea el equivalente a los tanques de tormentas artificiales, espacios donde se almacena el agua de las precipitaciones.

En el río Jarama de Madrid, una antigua cementera había anulado un humedal natural al crear un dique para evitar inundaciones en la planta. La factoría abandonó el enclave y dejó el tapón. La recuperación del espacio natural ha resucitado la laguna y las huellas de animales vuelven a marcar sus orillas. La misma estrategia se ha utilizado en varios enclaves del entorno de Doñana. En la Albufera valenciana, el objetivo fue eliminar kilómetros de cañas, una gramínea invasora introducida en el siglo XVI que altera el entorno y lo deseca.

La intervención en media docena de espacios naturales ha permitido la devolución a las cuencas de los millones de litros de agua previstos con una inversión de un millón de euros.

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