Las grandes bombas de calor transformadoras de gas

Por Johnny Wood

En un mundo cada vez más digital, nuestra creciente dependencia de las pantallas es una señal siniestra para los fabricantes de papel, a medida que disminuye el uso de papel para periódicos, escritura e impresión. Sin embargo, la demanda de papel para envolver, empaquetar y uso doméstico de menor calidad continúa expandiéndose, aumentando un 2% anual.

La producción de pulpa y papel representó el 2% de las emisiones globales de CO₂ de la industria en 2021 y se espera que la producción siga aumentando hasta 2030, según la Agencia Internacional de Energía (AIE), lo que plantea importantes interrogantes sobre la sostenibilidad a largo plazo de la industria.

Ahí es donde entran las bombas de calor. Los fabricantes de equipos con visión de futuro están ampliando los diseños de bombas de calor convencionales utilizadas en los hogares, para ayudar a descarbonizar industrias que consumen mucho gas, como la pulpa y el papel.

La producción de papel requiere un calor intenso para evaporar grandes cantidades de agua en el proceso de secado: calor que podría reutilizarse en lugar de desperdiciarse. El secado representa más de dos tercios de la energía utilizada en la fabricación de papel.

La ampliación de la tecnología de bombas de calor permite a los fabricantes de papel aprovechar grandes cantidades de calor residual de baja temperatura de la producción y reutilizarlo para usarlo a altas temperaturas en el proceso de secado.

La empresa del grupo Mitsubishi Heavy Industry (MHI), Turboden, ha firmado un contrato con una empresa europea líder en la industria de la celulosa y el papel para crear una gran bomba de calor (LHP) a medida con capacidad de generar vapor a alta temperatura sin emisiones de CO₂ en la producción. proceso.

Utilizando líquido refrigerante, la tecnología LHP de Turboden se integrará con un compresor de vapor mecánico para convertir el calor de baja calidad que oscila entre 10 y 12 °C en vapor sobrecalentado de más de 200 °C que se necesita para producir papel.

El LHP transfiere energía térmica desde la fuente de calor de baja temperatura a un intercambiador de calor, convirtiendo un líquido refrigerante natural en gas. El compresor transmite energía al gas, lo que hace que su temperatura y presión aumenten aún más. Luego se libera el calor del gas refrigerante presurizado, listo para ser utilizado para calentar el condensado y convertirlo en vapor sobrecalentado, mientras se deja que el refrigerante vuelva a su forma líquida a medida que se enfría aún más al despresurizarlo, listo para que el ciclo comience de nuevo.

El proyecto también es una reunión de mentes entre dos empresas del Grupo MHI, que reúne el conocimiento industrial de Turboden y la experiencia y conocimientos de Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation, para desarrollar un sistema de suministro de calor más limpio y eficiente.

La combinación de estas dos tecnologías ayudaría a la empresa europea de celulosa y papel a reducir hasta 23.200 toneladas de CO₂ al año procedentes de su proceso de calentamiento.

Para industrias con uso intensivo de gas, como la pulpa y el papel, la combinación de tecnologías LHP y compresores de vapor proporciona una manera eficiente de reducir las emisiones industriales de gases de efecto invernadero asociadas con la producción de energía térmica. Estas dos tecnologías podrían reducir a más de la mitad la energía utilizada para secar el papel, según el informe del grupo de trabajo EHPA/Cepi.

Los esfuerzos alternativos para hacer que la fabricación de papel sea más eficiente desde el punto de vista energético también se centran en mejorar el proceso de secado del papel. Un consorcio de universidades técnicas de los Países Bajos está trabajando para desarrollar tecnologías de eliminación de agua no térmica basadas en fuerzas eléctricas, según señala la AIE.

También se están realizando investigaciones en Alemania y Escandinavia para desarrollar métodos de fabricación de papel sin utilizar agua, aunque aún queda camino por recorrer para implementar este tipo de soluciones a escala.

Actualmente, las bombas de calor proporcionan alrededor del 10% de la demanda final de energía industrial en regiones como Europa, según un grupo de trabajo conjunto de la Asociación Europea de Bombas de Calor (EHPA) y la Confederación de Industrias Papeleras Europeas (Cepi). Esto está ayudando a aumentar la eficiencia energética y reducir las emisiones en muchos sectores industriales al reducir la dependencia de los combustibles fósiles.

La fabricación de acero es otra industria que consume mucho calor y es difícil de reducir, donde el reciclaje del calor residual puede producir enormes ganancias de eficiencia y reducciones de emisiones. Turboden también está trabajando en otro proyecto que desarrolla una solución LHP para Ori Martin en la industria siderúrgica italiana. Turboden creó una solución LHP para la planta de fabricación de acero Ori Martin en la región de Lombardía, en el norte de Italia. La gran solución de bomba de calor transforma el calor residual a baja temperatura del circuito de refrigeración del horno de arco eléctrico en agua a presión, que alimenta la red de calefacción urbana de la cercana ciudad de Brescia.

Los precios volátiles del gas natural, la búsqueda global de sostenibilidad para combatir el cambio climático, los avances tecnológicos y otros factores se combinan para generar mucho entusiasmo sobre el potencial futuro de las soluciones LHP sostenibles y eficientes.

Descubra más sobre las tecnologías de bombas de calor de gran tamaño de MHI

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Johnny Madera

Johnny Wood ha sido periodista durante más de 15 años y ha trabajado en diferentes partes del mundo: Asia, Europa y Medio Oriente. Además de un consumado escritor de artículos, ha editado varias prestigiosas revistas de estilo de vida y publicaciones corporativas.