Aporte eficiente de energía de fuentes renovables y gestión energética en las industrias de proceso (IA) (Asociaciones Processes4Planet y Materiales Avanzados Innovadores para la UE)

Resultado esperado:

• Una descarbonización significativa de los procesos (medida por la reducción de las emisiones de GEI del sistema global) con amplia aplicabilidad y viabilidad económica.
• Facilitación de la transición de insumos energéticos basados en combustibles fósiles para:
  • demandas de energía térmica bajas/medias mediante la introducción de alternativas basadas en energías renovables y la mejora del calor.
  • Procesos de alta temperatura, mediante tecnologías innovadoras para procesos electrificados e híbridos de alta temperatura, almacenamiento de energía a alta temperatura.
• El uso de energía limpia recibe un impulso a través de materiales avanzados innovadores, conceptos de sistemas y tecnologías para la integración y el almacenamiento de energía, apoyando la resiliencia frente a las variaciones del suministro de energía.
• Combinación de importantes ahorros de energía y gestión integrada de sistemas energéticos y procesos de producción.

Alcance:

La mayoría de los procesos en las industrias de proceso requieren importantes aportes de energía que actualmente conducen a sustanciales emisiones de CO2 por parte de estas industrias. La reducción de la huella de CO2 se puede lograr mediante varias medidas, por ejemplo, la electrificación o el uso de otras fuentes de energía renovables, la reducción de la demanda de energía, el aumento de la eficiencia energética y la integración energética. Este tema tiene como objetivo lograr avances significativos en la reducción de la huella de CO2 mediante innovaciones tecnológicas, al menos en un 20%.

Un problema clave en el uso de fuentes de energía renovables es su fluctuación en el tiempo. Los proyectos deben tener esto en cuenta y desarrollar soluciones que apunten a la eficiencia energética e incluyan nuevas tecnologías de almacenamiento relevantes para las industrias de proceso. La gestión pura de la demanda mediante programas de producción adaptados al suministro de electricidad de fuentes renovables no está dentro del alcance de la convocatoria.

En situaciones en las que la electrificación total no es factible o competitiva en un futuro previsible, las soluciones híbridas sostenibles desempeñan un papel crucial. Estas soluciones mejoran la flexibilidad, permitiendo a las industrias gestionar la variabilidad en la disponibilidad de electricidad renovable asequible, que se espera que fluctúe significativamente a medio plazo. Por ejemplo, los procesos de precalentamiento pueden utilizar fuentes de energía libres de fósiles como el calor solar, el calor geotérmico, las bombas de calor, el calentamiento resistivo o por inducción, y las calderas eléctricas. Esta etapa inicial puede ser seguida por un calentamiento adicional utilizando métodos basados en combustibles fósiles inicialmente, y luego la transición a procesos de combustión basados en energías renovables para alcanzar las temperaturas de proceso requeridas.

Para mejorar la resiliencia, la captura, el almacenamiento y la gestión de los flujos de energía deben adaptarse a las necesidades de la industria de proceso. Esto puede incluir investigación e innovación en materiales avanzados innovadores seguros y sostenibles para el almacenamiento de energía (latente o sensible), por ejemplo, materiales de cambio de fase y almacenamiento de calor a través de portadores de energía química más allá de los E-combustibles.

Las propuestas bajo este tema deben abordar varios de los siguientes puntos:

• Avances en el uso de energía de fuentes renovables en procesos de producción con una eficiencia energética mejorada.
• Sistemas energéticos integrados con nuevos elementos de almacenamiento para permitir un funcionamiento fluido de las plantas a pesar de las variaciones en la disponibilidad de energía de fuentes renovables.
• Soluciones para entradas de energía de baja/media temperatura (100 - 500 °C) en industrias intensivas en energía, incluyendo soluciones híbridas y una reducción progresiva del uso de portadores de energía fósiles.
• Soluciones para entradas de energía de alta temperatura (> 500 °C) en industrias intensivas en energía, incluyendo procesos impulsados por electricidad a alta temperatura y almacenamiento de energía a alta temperatura.
• Aplicación de materiales aislantes de alto rendimiento y nuevos materiales avanzados innovadores que puedan mejorar la captura, el almacenamiento y la recuperación de calor, particularmente para aplicaciones escalables de alta temperatura. Dichos materiales deben...