Las fábricas de cerámica en la Comunidad Valenciana ha sido tradicionalmente uno de los pilares económicos de la región. Esta industria se caracteriza por una alta demanda energética en sus procesos de producción. La viabilidad del hidrógeno verde como alternativa energética en la fábrica de cerámica se muestra como una solución sostenible.

El Instituto de Tecnología Cerámica (ITC) construirá una planta piloto Hipercarbónica para llevar a cabo este estudio a escala de laboratorio. El objetivo principal es evaluar cómo la incorporación de hidrógeno verde afecta a las características del producto final. Al mismo tiempo, se busca reducir significativamente la huella de carbono de las fábricas de cerámica.

Para alcanzar este objetivo, ITC se ha propuesto implementar tecnologías disruptivas. Por ejemplo, el uso de combustibles alternativos, la captura y almacenamiento de CO2, y la electrificación de procesos mediante energía renovable. En una primera fase, se planea generar electricidad a partir de una instalación fotovoltaica propia, garantizando así que el hidrógeno producido sea verdaderamente verde.

Apuesta por tecnologías sostenibles en las fabricas de ceramica

La inversión en esta tecnología sostenible no solo promete beneficios ambientales, sino también económicos para las empresas del sector. Según datos proporcionados por el ITC, el consumo de energía en los procesos de fabricación de cerámica se compone mayoritariamente de gas natural, con un 90%, y electricidad, con un 10%, alcanzando un total de 16,600 GWh/año. Este consumo conlleva emisiones considerables de dióxido de carbono, con 2.4 toneladas de CO2 verificadas, siendo el 93% de estas emisiones atribuibles a la combustión de gas natural.

Es importante destacar que, en los últimos años, las fábricas de cerámica se han enfrentado a un déficit en los derechos de emisión de CO2 asignados. Por consiguiente, ha resultado en costes adicionales significativos. Según los últimos datos publicados, en 2021 la factura sectorial por la compra de derechos de emisiones se multiplicó por seis, alcanzando los 66 millones de euros, frente a los aproximadamente 11 millones de euros en 2020.

Fabricas de ceramica libres de emisiones

El grupo Pamesa presentó a finales del pasado año, la primera fabrica de cerámica libre de emisiones de carbono. La aplicación del combustible de hidrógeno permite sustituir el consumo del gas natural en su planta de atomización. Este es el primer paso de este fabricante de azulejos. Prevé replicar en el resto de instalaciones con el objetivo de acabar con las emisiones de CO2 en todo el proceso de atomización de la cerámica. La inversión realizada en la actuación presentada asciende a 15 millones de euros.

El funcionamiento con hidrógeno

La fabrica de ceramica utilizará energía limpia, es decir, empleará energía eléctrica. Por ejemplo, la energía primaria puede tener su origen en paneles fotovoltaicos propios. A continuación, se convierte el agua en un combustible mediante un electrolizador de hidrógeno. Así, transforma el hidrógeno con impulsos electromagnéticos para generar un combustible de alta eficiencia.

El agua es procesada en una planta de tratamiento donde se eliminan elementos como metales pesados y cal. Después, el agua se conduce a un depósito donde se descompone en hidrógeno y oxígeno. Un proceso que se lleva a cabo en 36 celdas. Cada una es alimentada por pulsos eléctricos en frecuencias especiales que reducen significativamente el consumo de energía.

El hidrógeno pasa a través de un reactor magnético. Este paso sirve para mejorar las características de la molécula de hidrógeno. Así generar un combustible con mayor poder calorífico. Por último, dos depósitos almacenan por separado la producción de hidrógeno y oxígeno listos para ser usados en el quemador donde vuelven a juntarse para formar una única molécula de combustible, y generar energía.

El poder calorífico del hidrógeno vs gas natural

El poder calorífico es la cantidad de calor que se libera durante la combustión completa de una sustancia. En el caso del hidrógeno y el gas natural, existen diferencias significativas en sus poderes caloríficos debido a su composición química.

El hidrógeno tiene un poder calorífico inferior (PCI) de 2570 kcal/Nm3 y un poder calorífico superior (PCS) de 3050 kcal/Nm3. El PCI es el calor liberado cuando el agua producida por la combustión se emite como vapor. Mientras que el PCS es el calor liberado cuando el agua se condensa. Por otro lado, el gas natural, que está compuesto principalmente por metano, tiene un poder calorífico que es aproximadamente un 40% superior al del hidrógeno. Sin embargo, no se proporciona un valor específico en los resultados de búsqueda.

Aunque el hidrógeno tiene un poder calorífico menor que el gas natural, la combustión de hidrógeno no produce CO2. Esto convierte al combustible de hidrógeno en una opción de energía más limpia. En contraste, la combustión de gas natural sí libera CO2.

Aplicacion en las fabricas de ceramica

La energía para la electrólisis en la nueva planta procede de las plantas de energía renovable de Pamesa, así como de la propia cogeneración en las instalaciones situadas en el término municipal de Onda.

El proceso empleado no es completamente verde. Dado que la cogeneración, por el momento, sigue empleando gas natural. Ahora bien, Pamesa tiene un plan para sustituir ese proceso también en los próximos dos años. El nuevo sistema es igual de competitivo que el gas natural a los precios de hoy. El hidrógeno es una energía independiente, local, y efectiva. Además, su producción se puede mantener tres veces más en el tiempo que una planta solar o eólica.

La nueva tecnología permitirá cambiar el mundo al conseguir energía térmica a partir de agua y electricidad. Esto abre el horizonte a una independencia energética que no permite el gas natural.