Cervecería holandesa quema «polvo de hierro» como método de «energía verde»

black transmission towers under green sky

Muchas industrias utilizan procesos intensivos en calor que generalmente requieren la quema de combustibles fósiles, pero está surgiendo una sorprendente alternativa de combustible verde en forma de polvos metálicos. 

El polvo de hierro molido muy fino y barato se quema fácilmente a altas temperaturas, liberando energía a medida que se oxida en un proceso que no emite carbono y produce óxido fácilmente recolectable, u óxido de hierro, como su única emisión.

Si quemar polvo metálico como combustible suena extraño, la siguiente parte del proceso será aún más sorprendente. Ese óxido se puede regenerar directamente en polvo de hierro con la aplicación de electricidad, y si lo hace utilizando sistemas de generación de energía solar, eólica u otros sistemas de generación de energía sin carbono, terminará con un ciclo totalmente libre de carbono. La plancha actúa como una especie de batería limpia para los procesos de combustión, se carga a través de uno de varios medios, incluida la electrólisis, y se descarga en llamas y calor.

Recientemente, Swinkels Family Brewers en los Países Bajos se ha convertido en la primera empresa del mundo en poner este proceso en funcionamiento a escala industrial. La compañía ha estado trabajando con Metal Power Consortium e investigadores de TU Eindhoven para instalar un sistema de combustible de hierro cíclico en su Brewery Bavaria que es capaz de proporcionar todo el calor necesario para unos 15 millones de vasos de cerveza al año.

«Estamos enormemente orgullosos de ser la primera empresa en probar este nuevo combustible a escala industrial para ayudar a acelerar la transición energética», dijo Peer Swinkels, director ejecutivo de Royal Swinkels Family Brewers. 

“Como empresa familiar, invertimos en una economía circular y sostenible porque pensamos en términos de generaciones, no de años. Combinamos esta forma de pensar con conocimientos de alta calidad en la colaboración con Metal Power Consortium. A través de esta tecnología innovadora, queremos que nuestro proceso de elaboración de la cerveza sea menos dependiente de los combustibles fósiles. Continuaremos invirtiendo en esta innovación”.

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Como medio de almacenamiento de energía limpia y quemable, las ventajas del polvo de hierro incluyen el hecho de que es barato y abundante, el hecho de que es fácil de transportar y tiene una buena densidad de energía, su alta temperatura de combustión de hasta 1.800 ° C (3.272 ° F), y el hecho de que (a diferencia del hidrógeno, por ejemplo) no necesita enfriarse criogénicamente ni perder energía durante largos períodos de almacenamiento.

La eficiencia del ciclo energético de ida y vuelta de este sistema depende de los procesos utilizados para poner la energía en el hierro en el proceso de regeneración. La electrólisis de alta eficiencia del óxido de hierro puede almacenar hasta el 80 por ciento de su energía de entrada en el combustible de hierro, según este documento de 2018, una cifra similar a la que se obtiene con la división moderna de hidrógeno.

Hay planes más importantes para esta tecnología que simplemente activar aplicaciones industriales individuales, o incluso aplicaciones donde la salida principal es el calor.

“Si bien estamos orgullosos de este gran hito, también miramos hacia el futuro”, dice Chan Botter, quien dirige el equipo de estudiantes SOLID en TU Eindhoven , un grupo dedicado al avance de los combustibles metálicos. “Ya existe un proyecto de seguimiento que apunta a realizar un sistema de 1 MW en el que también trabajamos en la mejora técnica del sistema. También estamos haciendo planes para un sistema de 10 MW que debería estar listo en 2024. Nuestra ambición es convertir las primeras centrales eléctricas de carbón en plantas de combustible de hierro sostenibles para 2030 ”.

El uso de este tipo de proceso cíclico para generar electricidad podría acercarse a una eficiencia teórica de alrededor del 40 por ciento, nuevamente según este documento de 2018. Puede parecer un poco extraño generar energía renovable y luego desechar el 60 por ciento en forma de procesos de generación de turbinas de vapor ineficientes, pero esto podría terminar siendo una forma flexible y rentable de capturar, distribuir e incluso exportar energía renovable. Que se genera en momentos inconvenientes cuando no hay demanda de que se alimente directamente a la red.

Hacer pasar polvo de hierro a través de la infraestructura de generación de energía existente, que puede simplemente necesitar una adaptación para lidiar con un proceso de combustión diferente, permitiría una red eléctrica muy limpia, pero sensible a la carga, que podría operar en un alijo de materia prima que se puede almacenar fácilmente en camiones. ya sea de operaciones de regeneración de energía limpia y renovable como se describe anteriormente, o de cualquier número de operaciones de fabricación industrial.

La economía eventualmente determinará hasta dónde llegará esta idea, por supuesto, y eso sigue siendo cuestionable en esta etapa inicial. Pero la idea ciertamente parece tener algunas ventajas sobre el hidrógeno, la energía hidroeléctrica bombeada, las baterías o el almacenamiento de energía cinética, dependiendo de para qué la esté usando, y es una idea interesante que estaremos pendientes.