{"id":134095,"date":"2019-10-07T12:59:11","date_gmt":"2019-10-07T11:59:11","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=134095"},"modified":"2019-10-09T12:59:26","modified_gmt":"2019-10-09T11:59:26","slug":"inship-integrating-national-research-agendas-on-solar-heat-for-industrial-processes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2019\/10\/07\/134095","title":{"rendered":"INSHIP – Integrating National Research Agendas on Solar Heat for Industrial Processes"},"content":{"rendered":"

Autor: Alfonso Vidal-CIEMAT<\/span><\/strong><\/p>\n

Resumen<\/span><\/strong><\/p>\n

A pesar de que el calor de proceso es reconocido como la aplicaci\u00f3n con mayor potencial entre las aplicaciones de calefacci\u00f3n y refrigeraci\u00f3n solar, el calor solar para procesos industriales (SHIP) todav\u00eda presenta una modesta participaci\u00f3n de alrededor de 88 MWth de capacidad instalada (0,3% del total de la capacidad solar t\u00e9rmica instalada).<\/span><\/p>\n

En este contexto, el proyecto INSHIP (Integrating National Research Agendas on Solar Heat for Industrial Processes) tiene por objeto la definici\u00f3n de un ECRIA (European Common Research and Innovation Agenda) que re\u00fane a los principales institutos de investigaci\u00f3n europeos con actividades reconocidas en el \u00e1mbito del SHIP.<\/span><\/p>\n

El uso de la energ\u00eda solar concentrada en sustituci\u00f3n de los\u00a0combustibles f\u00f3siles para impulsar la calcinaci\u00f3n endot\u00e9rmica del CO3Ca a m\u00e1s de 1300 K tiene el potencial de reducir las emisiones de CO2<\/sub><\/span> en un 20% en una planta de cal de \u00faltima generaci\u00f3n y hasta un 40% en una planta de cemento convencional.<\/span><\/p>\n

En este sentido, la actividad 4.2 del proyecto INSHIP liderada por CIEMAT se centra en la integraci\u00f3n de este proceso en una planta de torre central, la selecci\u00f3n del tipo de reactor m\u00e1s adecuado y finalmente la evaluaci\u00f3n del rendimiento t\u00e9rmico del receptor en condiciones reales. <\/span><\/p>\n

Abstract<\/span><\/strong><\/p>\n

Despite process heat is recognized as the application with highest potential among solar heating and cooling applications,\u00a0Solar Heat for Industrial Processes (SHIP)<\/strong><\/span><\/span>\u00a0still presents a modest share of about 0.3% of total installed solar thermal capacity. <\/span>In this context, the project\u00a0INSHIP (Integrating National Research Agendas on Solar Heat for Industrial <\/strong>Processes)<\/strong><\/span><\/span>\u00a0aims at the definition of an\u00a0<\/span>ECRIA<\/span><\/strong>\u00a0(European Common Research and Innovation Agenda) engaging major European research institutes with recognized activities on SHIP<\/span><\/span><\/p>\n

Cement is the third-largest energy consumer in the industry sector, accounting for 7% of total final industrial energy use, but due to important process emissions, cement has the second-largest share of CO2 emissions from industry at 27%, i.e. 6.5% of total energy-related CO2 emissions. <\/span><\/p>\n

The use of concentrated solar energy in place of fossil fuels for driving the endothermic calcination reaction CaCO3 = CaO + CO2 at above 1300 K has the potential of reducing CO2 emissions by 20% in a state-of-the-art lime plant and up to 40% in a conventional cement plant.<\/span><\/p>\n

The activity 4.2 of the INSHIP project led by CIEMAT focuses on the integration of a cement process in a central tower plant, selection of the most suitable reactor configuration and finally the evaluation of the thermal performance of the receiver under real conditions<\/span>.<\/p>\n

A pesar de que el calor de proceso es reconocido como la aplicaci\u00f3n con mayor potencial entre las aplicaciones de calefacci\u00f3n y refrigeraci\u00f3n solar, el calor solar para procesos industriales (SHIP) todav\u00eda presenta una modesta participaci\u00f3n de alrededor de 88 MWth de capacidad instalada (0,3% del total de la capacidad solar t\u00e9rmica instalada). A nivel regional, la contribuci\u00f3n del calor de proceso en el consumo total de energ\u00eda final representa valores en torno al 30% en Asia y Am\u00e9rica Latina, alrededor del 20% en Europa, Eurasia y Australia no pertenecientes a la OCDE o alrededor del 15% en Europa, \u00c1frica y Am\u00e9rica de la OCDE. <\/span><\/p>\n

La gama actual de costes de producci\u00f3n de calor muestra que el calor de proceso impulsado por energ\u00edas renovables (ER) ya es econ\u00f3micamente competitivo cuando se consideran la biomasa o los recursos geot\u00e9rmicos. La energ\u00eda solar t\u00e9rmica se acerca actualmente a la competitividad s\u00f3lo en aplicaciones de baja temperatura.<\/span><\/p>\n

En este contexto, el proyecto INSHIP (Integrating National Research Agendas on Solar Heat for Industrial Processes) tiene por objeto la definici\u00f3n de un ECRIA (European Common Research and Innovation Agenda) que re\u00fane a los principales institutos de investigaci\u00f3n europeos con actividades reconocidas en el \u00e1mbito del SHIP.<\/span><\/p>\n

El paquete 4 del proyecto tiene como objetivo identificar aquellos procesos industriales con una demanda importante de calor a alta temperatura y altas emisiones, de cara a una posible integraci\u00f3n de energ\u00eda solar concentrada.\u00a0 <\/span><\/p>\n

La industria del cemento es el tercer consumidor de energ\u00eda del sector industrial, con un 7% del total del consumo final de energ\u00eda industrial, pero debido a las importantes emisiones de los procesos, el cemento tiene la segunda mayor parte de las emisiones de CO2 de la industria, con un 27%, es decir, un 6,5% del total de las emisiones de CO2 relacionadas con la energ\u00eda. Se prev\u00e9 que esta cuota se duplique en 2050 bajo el 2DS, situando al subsector del cemento en el primer lugar.<\/span><\/p>\n

El uso de la energ\u00eda solar concentrada en sustituci\u00f3n de los combustibles f\u00f3siles para impulsar la calcinaci\u00f3n endot\u00e9rmica [1] a m\u00e1s de 1300 K tiene el potencial de reducir las emisiones de CO2<\/sub><\/span> en un 20% en una planta de cal de \u00faltima generaci\u00f3n y hasta un 40% en una planta de cemento convencional.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/span><\/p>\n

En este sentido, la actividad 4.2 del proyecto INSHIP liderada por CIEMAT se centra en la integraci\u00f3n de este proceso en una planta de torre central, la selecci\u00f3n del tipo de reactor m\u00e1s adecuado y finalmente la evaluaci\u00f3n del rendimiento t\u00e9rmico del receptor en condiciones reales. <\/span><\/p>\n

Para este tipo de proceso se ha seleccionado la geometr\u00eda de cavidad,\u00a0 <\/span>esta geometr\u00eda ha sido ampliamente utilizada como concepto de reactor solar dado que ha demostrado tener mayores eficiencias que los receptores externos (1,2). El uso de geometr\u00edas de cavidad facilita la reducci\u00f3n de las p\u00e9rdidas t\u00e9rmicas, minimizando las p\u00e9rdidas convectivas y radiativas totales, lo que conduce a una mejora de la eficiencia \u00f3ptica. <\/span><\/p>\n

Estas configuraciones son adecuadas para aplicaciones de concentraci\u00f3n solar ya que suelen mostrar una baja respuesta a los cambios en las condiciones de funcionamiento, lo que evita cambios bruscos de temperatura en presencia de peque\u00f1os transitorios, lo que resulta especialmente \u00fatil cuando se aplica calor solar a una planta qu\u00edmica en la que los cambios de temperatura en un proceso pueden producir problemas en el control de la planta. <\/span><\/p>\n

Un prototipo de receptor de 100 kW se est\u00e1 ensayando en la torre CRS de la Plataforma Solar de Almer\u00eda en condiciones reales para confirmar este tipo de comportamiento. <\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

[1] Harris, J.A., Lenz, T.G.,. Thermal performance of solar concentrator\/ cavity receiver systems. Solar Energy 34 (2), (1985). 135\u2013142.<\/span><\/p>\n

[2] Clausing, A.M. An analysis of convective losses from cavity solar central receivers. Solar Energy 27 (4), (1981) .295\u2013300. <\/span><\/p>\n

Contacto<\/strong><\/p>\n

Alfonso Vidal, Investigador del Grupo CIEMAT-ATYCOS del Programa ACES2030-CM.- alfonso.vidal@ciemat.es<\/p>\n

Coordina ACES2030-CM Manuel Romero del Instituto IMDEA Energ\u00eda.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Autor: Alfonso Vidal-CIEMAT Resumen A pesar de que el calor de proceso es reconocido como la aplicaci\u00f3n con mayor potencial entre las aplicaciones de calefacci\u00f3n y refrigeraci\u00f3n solar, el calor solar para procesos industriales (SHIP) todav\u00eda presenta una modesta participaci\u00f3n de alrededor de 88 MWth de capacidad instalada (0,3% del total de la capacidad solar t\u00e9rmica instalada). En este contexto, el proyecto INSHIP (Integrating National Research Agendas on Solar Heat for Industrial Processes) tiene por objeto la definici\u00f3n de un ECRIA (European Common Research and Innovation Agenda) que re\u00fane a los principales institutos de investigaci\u00f3n europeos con actividades reconocidas en\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[543,549,1],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/134095"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=134095"}],"version-history":[{"count":10,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/134095\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":134107,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/134095\/revisions\/134107"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=134095"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=134095"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=134095"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}