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Cambiar para el clima

¿Puede imaginar una bomba de calor tan grande como un campo de fútbol?

Nosotros sí. Y ahora estamos trabajando en planes para construir bombas de calor a escala industrial en nuestra planta en Ludwigshafen, Alemania, que desempeñarán un papel clave en nuestra estrategia de protección del clima. Al utilizar calor residual recuperado de plantas químicas y sistemas de agua de refrigeración para generar gran parte del vapor que utilizamos en la fabricación, las bombas de calor reducirán drásticamente nuestra necesidad de combustibles fósiles. 

Imagen de la planta de acetileno de BASF, tomada al amanecer. Dos trabajadores caminan. En general, nuestro centro de Ludwigshafen utiliza 20 millones de toneladas métricas de vapor al año para producir ingredientes para productos de casi todas las áreas de la vida.

La inspiración: el genio de las bombas de calor

Con las facturas de energía doméstica demasiado elevadas, hoy en día se oye hablar mucho de las bombas de calor. Son artefactos impresionantes. Pueden tomar aire exterior que no parece particularmente caliente, extraer calor “oculto” de él, comprimirlo para que sea aún más caliente y luego hacer que vuelva a circular a través de sus sistemas de calefacción y agua caliente. Una bomba de calor hace que su calefacción sea más eficiente y reduce las emisiones de carbono. Esto es “termodinámica en acción”.

Representación gráfica en 3D de una bomba de calor industrial, que muestra su tamaño con dos pequeños trabajadores de pie delante de la instalación. Foto: Soluciones energéticas MAN.

Las bombas de calor industriales de BASF serán mil veces más grandes que las nacionales.

El desafío: la necesidad de vapor 

¿Por qué necesitamos bombas de calor del tamaño de un campo de fútbol? Para combinar la nueva tecnología con la protección del clima. Las bombas de calor nos ayudarán a generar enormes cantidades de vapor, al utilizar energía renovable de una manera que sea altamente eficiente energéticamente y, por lo tanto, reducirá nuestras emisiones de CO2.

Nuestras plantas químicas generan una gran cantidad de calor residual, que en gran medida sigue sin utilizarse en la actualidad. Nuestras bombas de calor tomarán este calor residual de nuestras plantas y sistemas de refrigeración para producir vapor sin CO2. ¿Por qué necesitamos tanto vapor, en primer lugar? Porque es esencial para crear muchos de los productos químicos que BASF suministra a casi todos los sectores, como la construcción, la agricultura, el cuidado personal y muchos más. Y necesitamos mucho de esto: unos 20 millones de toneladas métricas de vapor al año en nuestro centro de producción integrado (Verbund) de Ludwigshafen.

Sin CO2: producción de vapor basada en la recuperación de la energía

Las nuevas formas de generar vapor desempeñarán un papel importante en el logro de nuestros objetivos climáticos. Para 2030, reduciremos las emisiones de gases de efecto invernadero de nuestros centros de producción y las compras de energía en un 25 % en comparación con 2018. Para 2050, nuestro objetivo es lograr cero emisiones netas de CO2.

Infografía que muestra la integración eficiente y libre de CO2 de la tecnología de bomba de calor en el sistema Verbund de BASF. Las bombas de calor funcionarán con energía renovable y utilizarán calor residual de las plantas de producción para generar vapor, que luego se devuelve al sistema Verbund.

Las bombas de calor industriales no solo son mil veces más grandes que las unidades domésticas, sino que las temperaturas son mucho más altas y generan vapor a más de 120 °C. Hay dos tipos de bombas de calor que podemos utilizar. Una puede manejar calor residual a alta temperatura a 60 °C o más; la otra utiliza el calor del agua de refrigeración usada a 30 °C o menos. Necesitamos tener ambas opciones para ofrecer tecnología personalizada para las diferentes necesidades de nuestras plantas.

En la actualidad, la mitad del vapor que necesitamos lo generan centrales eléctricas de combustibles fósiles convencionales que producen emisiones de CO2. Nuestras bombas de calor, que funcionan con electricidad procedente de fuentes renovables, generarán enormes cantidades de vapor y reducirán millones de toneladas de emisiones de CO2 cada año. Las bombas de calor forman parte de un enfoque múltiple, que incluye también otras tecnologías como calderas eléctricas y turbinas de vapor electrificadas para reducir nuestras emisiones a cero neto para 2050. 

Dos investigadores de BASF, una mujer y un hombre, pasan por un laboratorio de investigación lleno de equipos. La sostenibilidad no es una idea nueva en BASF. Nuestro enfoque “Verbund” está diseñado para conectar a las personas, los sistemas y las plantas de producción con el fin de reducir los residuos, disminuir el transporte, maximizar la eficiencia energética y transferir el conocimiento experto.

Conozca al equipo en el asiento del conductor

Las bombas de calor del tamaño de un campo de fútbol están previstas inicialmente para la planta de BASF en Ludwigshafen. “Nuestra tarea es encontrar formas de que BASF genere vapor sin huella de CO2, y eso es lo que me encanta de mi trabajo. ¡Desarrollamos soluciones que ayudan a BASF y también a la sociedad!”, se entusiasma Bart Van Assche, vicepresidente de Tecnología de Infraestructura Global de BASF, cuyo equipo está analizando la transformación ecológica de energías, como el vapor, necesarias para operar plantas químicas. 

Van Assche tiene cuatro hijos de entre siete y doce años, y su motivación personal le lleva aún más lejos: “Quiero asegurarme de que tengan un futuro brillante. Tenemos que acelerar la transformación”. Desde su punto de vista, el futuro no está lejos. Una vez concluidos los estudios de viabilidad, las plantas piloto se construirán para aprender a operar estas grandes bombas de calor, y la primera se pondrá en marcha en 2026. 

“Eso es lo que me encanta de mi trabajo: Junto con mi equipo, puedo desarrollar soluciones que ayuden a BASF y también a la sociedad”.
Vice President Global Infrastructure Technology

Bart Van Assche

Vicepresidente de Tecnología de Infraestructura Global

“Verbund”: el poder del pensamiento conjunto

La sostenibilidad y la maximización del calor residual no son ideas nuevas en BASF. Llevamos décadas poniéndolas en práctica. La prueba se encuentra en nuestras seis plantas de Verbund (producción integrada) en todo el mundo, incluido Ludwigshafen.

Una imagen de las grúas que entregan materiales de construcción para las primeras instalaciones de producción en la nueva planta de alta tecnología Verbund de BASF en Zhanjiang, China.

En construcción: nuestra planta Verbund “inteligente” en Zhanjiang, China. Estará completamente alimentada con energía renovable.

En alemán, “Verbund” significa esencialmente “conectado”. El enfoque está diseñado para conectar personas, sistemas y plantas de producción para maximizar la eficiencia y la experiencia. Diseñar y construir plantas de manera cuidadosamente conectada hace que los subproductos de un proceso se puedan convertir en la materia prima de otro. Esto reduce los residuos, reduce el transporte y maximiza la eficiencia energética. Se trata de pensar juntos. Las bombas de calor de Ludwigshafen son un gran ejemplo de cómo podrían funcionar con calor residual recuperado. 

En el futuro: más ​​conexión significa menos emisiones

Nuestras 6 plantas Verbund representan más del 50 % de nuestros productos, por lo que la conexión es fundamental para nuestra estrategia de protección climática en el futuro. ¿Cuál es el impacto global? En 2020, la reutilización del calor residual como energía sola ahorró alrededor de 18,7 millones de MWh de energía. Esto supone 3,8 millones de toneladas métricas menos de emisiones de CO2. Y ahora mismo, estamos construyendo una planta Verbund “inteligente” en Zhanjiang, China, que ha sido diseñada desde el principio para estar completamente alimentada con energía renovable.