En esta etapa de la carrera hacia la descarbonización de nuestros sistemas energéticos para 2050, todos estamos de acuerdo en que la electricidad es el principal vector de la transición energética. Las razones son tres: en primer lugar, las tecnologías eólica y solar han experimentado una rápida reducción de costes que las hace competitivas en la actualidad; en segundo lugar, la electricidad es un vector energético versátil y de alta calidad. Por último, la electrificación permite el uso de tecnologías más eficientes, como las bombas de calor o los vehículos eléctricos, que consumen un tercio de las tecnologías tradicionales correspondientes.
La electricidad puede transformarse en energía mecánica, potencial o térmica utilizando tecnologías de conversión existentes, como generadores, bombas o calentadores eléctricos. Estas tecnologías deberían ser suficientes para cubrir una gran parte de las necesidades eléctricas, que se descarbonizan automáticamente si la electricidad suministrada procede de fuentes eólicas y solares.
Sin embargo, la electrificación del sector de la calefacción y la refrigeración, que representa aproximadamente la mitad del consumo energético mundial y es responsable de más del 40 % de las emisiones de dióxido de carbono relacionadas con la energía, plantea retos adicionales. Hoy en día, una gran parte de este consumo puede satisfacerse con tecnologías maduras y altamente eficientes, como las bombas de calor. Pero no todo.
Las industrias, en particular las que consumen mucha energía, necesitan energía térmica para activar reacciones químicas o transformaciones físicas. Estos requisitos no solo se refieren a las cantidades de energía, sino también a niveles de temperatura específicos que hoy en día no pueden alcanzarse con bombas de calor, como sería deseable.
Esto significa que deben introducirse en los mercados nuevas soluciones innovadoras para descarbonizar las industrias. Podemos identificar dos vías principales para descarbonizar las industrias: una es la electrificación directa de los procesos y la otra, la electrificación indirecta de estos procesos mediante el uso de hidrógeno verde, producido a partir de energía eólica y solar, como vector energético que puede utilizarse en sustitución del gas natural. Según el escenario de 1,5 °C de la IRENA, para 2050, la electrificación directa podría satisfacer el 27 % de las necesidades energéticas industriales y el hidrógeno (electrificación indirecta) el 22 %, frente al 23 % actual de ambas fuentes combinadas.
Para aplicaciones de calefacción con rangos de hasta 200 °C, los esfuerzos se centran en ampliar el rango de temperatura de funcionamiento de las bombas de calor. Sin embargo, los retos de la electrificación directa surgen en aplicaciones de 200 °C a más de 1000 °C, y es aquí donde algunas innovaciones prometedoras se encuentran hoy en día en diferentes fases de desarrollo, tal y como se detalla en el informe de IRENA Panorama de innovación para la electrificación inteligente. La electricidad para este rango de temperaturas tan altas se puede utilizar en hornos eléctricos, calderas eléctricas u otros procesos electrolíticos.
Los tres principales sectores industriales —químico, cementero y siderúrgico— son los más difíciles de electrificar, y se están desarrollando soluciones prometedoras para sus procesos. En la industria química, por ejemplo, se utilizan craqueadores de vapor basados en combustibles fósiles que funcionan a temperaturas de entre 700 °C y 900 °C para convertir hidrocarburos pesados en otros más ligeros para la producción de productos químicos de alto valor. Los craqueadores eléctricos (e-craqueadores), que sustituyen a los craqueadores de vapor convencionales, se encuentran ahora en fase piloto. Por ejemplo, Shell y Dow han instalado una unidad experimental de horno craqueador de vapor alimentada con electricidad en el Energy Transition Campus de Ámsterdam (Países Bajos). Se trata de un hito clave en el esfuerzo por descarbonizar uno de los procesos más intensivos en carbono de la fabricación petroquímica. La solución podría ampliarse para 2025 si las pruebas de 2023 demuestran que puede sustituir con éxito a los actuales hornos de craqueo al vapor alimentados con gas. En otros sectores, la industria cementera está trabajando en nuevos hornos en los que el calor se proporciona mediante generadores de plasma. El sector siderúrgico está poniendo a prueba nuevos procesos de reducción electrolítica. Todos ellos utilizan la electricidad como vector energético.
Con el mundo acercándose a su primer balance global del Acuerdo de París en la COP28 en noviembre, hay una gran cantidad de retos que la industria y los gobiernos aún deben debatir y explorar, siendo la innovación el núcleo de este trabajo compartido.
Para facilitar el progreso hacia un sector industrial descarbonizado, IRENA organizará varias sesiones durante su Semana de la Innovación, en las que se reunirán líderes, expertos, representantes de la industria y responsables políticos para debatir sobre innovaciones de vanguardia centradas en acelerar la tan necesaria transformación energética mediante soluciones innovadoras, incluyendo el debate sobre las mejores formas de descarbonizar las industrias.
Si desea contribuir al debate y dar forma a las acciones futuras, solicite una invitación para la próxima Semana de la Innovación de IRENA y asista a las sesiones específicas que se celebrarán el 26 de septiembre sobre soluciones para descarbonizar el sector del hierro y el acero, y el sector químico y petroquímico.
Para más información, consulte: https://innovationweek.irena.org.
