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Nov 26, 2023

Informe de Danfoss aboga por nuevas formas de poner a trabajar el calor residual

Danfoss, una empresa danesa, ha publicado un libro blanco que aboga por

Danfoss, una empresa danesa, ha publicado un libro blanco que aboga por capturar y reutilizar el calor residual en hogares y negocios.

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Danfoss es una empresa danesa fundada en 1933 por el ingeniero Mads Clausen. En la actualidad, emplea a más de 40.000 personas en todo el mundo. Su actividad principal es la fabricación de equipos de calefacción y refrigeración, pero también está profundamente involucrada en el diseño y la producción de electrónica de control de potencia. Aboga en un libro blanco publicado recientemente por capturar el calor residual y usarlo para calentar nuestros hogares, negocios y fábricas.

Los lectores de CleanTechnica saben un par de cosas sobre la eficiencia. Sabemos que los autos eléctricos que amamos son mucho más eficientes que los que funcionan con motores de combustión interna. Nos suscribimos al mensaje de libros como Drawdown y al consejo de personas como el profesor de Stanford Mark Jacobson que nos dice que el secreto de un mundo sostenible es electrificarlo todo y alimentarlo todo con energía renovable.

Pero hay otro lado de la historia de "Electrify Everything". Todo dispositivo alimentado por electricidad genera calor cuando está en funcionamiento. Cada vez que sube un ascensor, funciona un refrigerador o un servidor cambia paquetes de código en un centro de datos, se genera calor. En un nuevo informe, Danfoss critica la prisa por importar millones de galones de GNL a Europa para compensar la pérdida de gas metano de Rusia. Dice que hay una forma mejor, más barata y más sostenible: recuperar el calor residual.

"Usar gas o electricidad para calentar es como usar una motosierra para cortar mantequilla, ya que la calefacción puede cubrirse fácilmente con fuentes de calor de bajo valor, como el exceso de calor", dice Danfoss. Esa es una declaración bastante extraordinaria. Aquí pensamos que si todo funcionaba con electricidad, la crisis climática se resolvería, pero aparentemente necesitamos ajustar nuestro pensamiento. Esta es la esencia del informe técnico de Danfoss.

"La energía desperdiciada a menudo viene en forma de exceso de calor y es un subproducto de la mayoría de los procesos industriales y comerciales. Las fábricas, los centros de datos, las instalaciones de aguas residuales y los supermercados producen grandes cantidades de exceso de calor. Solo en la Unión Europea, el exceso de calor equivale a 2.860 TWh al año, casi la demanda total de energía de la UE para calefacción y agua caliente en edificios residenciales y del sector de servicios Gran parte de este exceso de calor podría capturarse y utilizarse.

"Ya tenemos las soluciones disponibles hoy. Lo que necesitamos ahora es la voluntad política para que esto suceda. La energía más ecológica, barata y segura es la energía que no usamos. Medidas de eficiencia estructural, incluida la regulación para reutilizar el exceso de calor, están casi ausentes en las respuestas políticas a la crisis. Esto es así a pesar de que las medidas de eficiencia constituyen la herramienta más rápida y rentable para mitigar la crisis energética. Lo más notable es que solo unas pocas iniciativas han impulsado un uso más eficiente de la energía. las grandes cantidades de energía desperdiciada en forma de exceso de calor".

"El calor residual se puede reutilizar a través de tecnologías existentes y bien probadas, sobre todo bombas de calor, que son dispositivos eléctricos capaces de transportar calor de un lugar a otro. Pueden, por ejemplo, aprovechar el calor de los gases de escape de una fábrica o el calienta el agua de los sistemas de enfriamiento en los centros de datos y la hace circular en el sistema de calefacción de las casas cercanas.

"Reutilizar el exceso de calor reducirá los costos para los consumidores. Es mucho más barato reutilizar la energía que comprarla o producirla. A nivel social, el exceso de calor puede reemplazar cantidades significativas de electricidad o gas que de otro modo se necesitarían para producir calor. Esto En cierto modo, el exceso de calor puede ayudar a estabilizar la futura red eléctrica. Parafraseando a Amory Lovins, usar fuentes de energía de alto valor como el gas o la electricidad para calentar es como 'usar una motosierra para cortar mantequilla', ya que la calefacción puede cubrirse fácilmente con fuentes de calor de bajo valor. como el exceso de calor. En el futuro, surgirán y crecerán en número nuevas fuentes de exceso de calor, como las instalaciones Power to X, que generarán grandes cantidades de exceso de calor que se pueden utilizar a gran escala".

No estaba seguro de qué significa la tecnología "Power to X". Aunque escribo para CleanTechica, este era un término nuevo para mí, así que decidí seguir el consejo de mi anciana abuela irlandesa que, cuando se le preguntaba qué significaba algo, siempre decía: "¡Búscalo!". Así lo hice y esto es lo que encontré, cortesía de Wikipedia. [Nota: apoyo a Wikipedia con una donación de $5 al mes y animo a otros a considerar hacer lo mismo.]

Power-to-X (también P2X y P2Y) es una serie de vías de conversión, almacenamiento de energía y reconversión de electricidad que utilizan energía eléctrica excedente, generalmente durante períodos en los que la generación fluctuante de energía renovable excede la carga. Las tecnologías de conversión Power-to-X permiten el desacoplamiento de la energía del sector eléctrico para su uso en otros sectores (como el transporte o los productos químicos), posiblemente utilizando energía que ha sido proporcionada por inversiones adicionales en generación. El término se usa ampliamente en Alemania y puede haberse originado allí.

La X en la terminología puede referirse a uno de los siguientes: energía a amoníaco, energía a productos químicos, energía a combustible, energía a gas (energía a hidrógeno, energía a metano) -a-líquido (combustible sintético), energía a alimento, energía a gas de síntesis y energía a energía. La carga de vehículos eléctricos, la calefacción y refrigeración de espacios y el calentamiento de agua se pueden cambiar en el tiempo para coincidir con la generación, formas de respuesta a la demanda que se pueden denominar energía para la movilidad y energía para calentar.

Colectivamente, los esquemas power-to-X que usan energía excedente caen bajo el título de medidas de flexibilidad y son particularmente útiles en sistemas de energía con altas proporciones de generación renovable y/o con fuertes objetivos de descarbonización. El término abarca un gran número de caminos y tecnologías. En 2016, el gobierno alemán financió un proyecto de investigación de primera fase de 30 millones de euros sobre opciones power-to-X.

Brian Vad Mathiesen, profesor de planificación energética y sistemas de energía renovable en la Universidad de Aalborg, dirigió la investigación citada en el informe técnico de Danfoss, que se basa en los proyectos anteriores de Heat Road Map Europe de su equipo. "La cantidad de ciudades, regiones y países de Europa que desperdician calor mientras gastan miles de millones en gas natural o calefacción eléctrica es alucinante", le dice a The Guardian, y advierte que la seguridad energética de Europa está en juego.

"Tomemos como ejemplo los Países Bajos. Prácticamente no hay calefacción urbana a pesar de que hay casi el doble de la cantidad de calor residual en comparación con la demanda de calor. Dinamarca tiene el mismo tamaño pero tiene un 60 % de calefacción urbana con solo un tercio de la población. El uso del calor residual ciertamente no está relacionado con las diferencias técnicas. Si bien las leyes físicas son las mismas, la voluntad política y las tradiciones son muy diferentes".

Agrega que existe un "enorme potencial sin explotar" en el exceso de calor producido por la industria pesada, como la fabricación de productos químicos, el acero y la producción de cemento. En la UE, eso asciende a más de 267 TWh al año, que es más que la generación de calor combinada de Alemania, Polonia y Suecia en 2021.

Kim Fausing, presidente y director ejecutivo de Danfoss, cree que reciclar el calor es un paso crucial hacia un mundo sostenible. "Si las empresas aprovecharan todo el exceso de calor de estos centros de datos, los ahorros en emisiones y los ingresos por la venta de este calor serían muy significativos. En el Gran Londres, hemos identificado al menos 648 fuentes de calor en exceso elegibles, incluidos centros de datos, estaciones subterráneas , supermercados, plantas de tratamiento de aguas residuales e instalaciones de producción de alimentos. ¿Por qué las empresas y las organizaciones gubernamentales locales no las utilizan? Señala que el exceso de calor de Londres asciende a 9,5 TWh al año, suficiente para calentar 790.000 hogares. "Reutilizar el exceso de calor ofrece increíbles oportunidades para que las empresas de todo el Reino Unido reduzcan sus emisiones, ahorren dinero y ganen dinero. ¿Qué estamos esperando?"

El libro blanco de Danfoss es largo y detallado y está repleto de planes específicos sobre cómo varias industrias podrían aprovechar el calor residual que está allí y esperando ser cosechado. Las secciones del informe también hacen referencia a proyectos en muchos lugares del mundo donde las tecnologías de captura de calor residual de Danfoss ya han demostrado ser exitosas. Es un informe que vale la pena leer.

Felicitaciones a Danfoss por ampliar la investigación realizada por Brian Vad Mathiesen sobre el potencial de utilizar el calor residual para que la valiosa electricidad y los combustibles puedan destinarse a un propósito superior. Este parece ser un ejemplo de arrancar la fruta que está al alcance de la mano. Entonces, ¿por qué no se está haciendo más para avanzar en esta tecnología?

Una conjetura razonable sería que la industria de los combustibles fósiles está más interesada en vender combustibles fósiles para calentar hogares y negocios que en promover un planeta sostenible. Dado que la industria tiene sus tentáculos profundamente arraigados en el proceso político de cada nación, los gobiernos están siendo guiados hacia lo que es mejor para las grandes petroleras en lugar de lo que es mejor para el planeta. La verdadera respuesta puede ser conseguir mejores líderes políticos. Como alguien dijo una vez: "Si la gente lidera, sus líderes los seguirán".

Actualización: Nos comunicamos con el profesor Mark Jacobson de la Universidad de Stanford para conocer su opinión sobre esta historia. Esto es lo que tenía que decir:

"La mayor parte del calor residual proviene de la combustión de carbón, gasolina, diésel y gas natural. Dado que queremos eliminar estos combustibles mediante la transición al 100 % de viento, agua y energía solar (WWS), esas fuentes de calor residual desaparecerán. Otra fuente de El calor residual son los centros de datos informáticos. En los centros de datos avanzados, este calor residual ya es capturado por los sistemas de refrigeración por agua. En Stanford, el calor capturado por el agua se envía a un sistema de calefacción/refrigeración de distrito, donde el calor residual se transfiere a una caldera. para uso posterior.

"Estoy seguro de que todavía hay muchos centros de datos que no hacen eso, por lo que esa es un área donde se puede capturar el calor residual. Con millones de autos eléctricos, también habrá calor residual adicional, pero ese calor residual es mucho menos significativo que el calor residual de los coches de gasolina y diesel, ya que los vehículos eléctricos utilizan 1/4 de energía que los vehículos de gasolina o diesel. En cualquier caso, es extremadamente difícil capturar ese calor residual, y mucho menos almacenarlo. Puede haber algunas fuentes industriales de calor residual tras la electrificación de toda la energía. Si hay cerca de un sistema de calefacción de distrito, entonces el calor se puede transferir allí como con el sistema de Stanford".

Steve escribe sobre la interfaz entre la tecnología y la sustentabilidad desde su hogar en Florida o desde cualquier otro lugar donde la Fuerza lo lleve. Está orgulloso de estar "despertado" y realmente no le importa por qué se rompió el vidrio. Cree apasionadamente en lo que dijo Sócrates hace 3000 años: "El secreto para cambiar es enfocar toda tu energía no en luchar contra lo viejo sino en construir lo nuevo".

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