La empresa Holcim ha completado la instalación de dos baterías térmicas Joule Hive en una de sus instalaciones de producción de cemento, como parte de una colaboración con Electrified Thermal Solutions (ETS) para probar el calentamiento eléctrico de procesos industriales en lugar de depender completamente del gas o el carbón. El anuncio no especificó la instalación ni su ubicación, pero representa el paso de la tecnología de la fase de demostración a una aplicación industrial en una de las mayores empresas cementeras del mundo.
ETS, una empresa derivada del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), desarrolla baterías térmicas que utilizan ladrillos refractarios cuya composición química se ha modificado mediante la adición de más óxidos metálicos, lo que los convierte en conductores de electricidad. Cuando circula la corriente, los ladrillos se calientan hasta temperaturas de 1800 grados Celsius, niveles que, según la empresa, son adecuados para aplicaciones como el cemento, el acero, el vidrio y los productos químicos, además de la producción de vapor.
¿Cómo funciona Joule Hive?
Los ladrillos se apilan dentro de un contenedor aislado de un tamaño aproximado al de un ascensor, y el contenedor almacena el calor durante hasta tres días. ETS afirma que la eficiencia del proceso alcanza el 95% y que el sistema puede cargarse utilizando el excedente de electricidad renovable o durante las horas de menor demanda de la red. Esta característica permite separar el momento del consumo de electricidad del momento en que se utiliza el calor en la instalación industrial.
La industria cementera necesita temperaturas elevadas que son difíciles de proporcionar mediante las tecnologías convencionales de calentamiento eléctrico, por lo que la combustión de combustibles ha seguido siendo la opción habitual. La fuente señala que alrededor del 20% del consumo mundial de energía se destina a la denominada energía térmica de procesos, es decir, el calor utilizado en industrias como la del cemento, el acero y el aluminio. Asimismo, el cemento es responsable de aproximadamente el 8% de las emisiones mundiales de dióxido de carbono, según indicó la fuente.
De la prueba al despliegue industrial
El proyecto de Holcim fue precedido por un sistema Joule Hive comercial a gran escala en el Southwest Research Institute, en la ciudad de San Antonio, que registró más de 1000 horas de funcionamiento. ETS consideró los resultados de esa prueba una demostración del concepto antes de pasar al proyecto de Holcim. Conforme al acuerdo, Holcim también se convertirá en socio inversor de ETS, y la empresa emergente prevé ampliar la relación en el futuro.
Ram Muthu, responsable de excelencia operativa de Holcim, afirmó que el despliegue de la tecnología permite a la empresa evaluar el potencial del calor industrial eléctrico dentro de su estrategia de descarbonización de procesos de alta temperatura. Por su parte, Daniel Stack, director ejecutivo de ETS, describió el proyecto como un paso importante para trasladar el calentamiento eléctrico del cemento y el hormigón de la demostración a la aplicación.
¿Qué cambia en la práctica?
La noticia no significa que la industria cementera haya quedado libre de emisiones, porque una parte importante de las emisiones del cemento procede de la reacción química que transforma la piedra caliza en clínker, y no únicamente de la combustión de combustibles. Por ello, las baterías Joule Hive pueden abordar el componente relacionado con el calor de proceso, pero no resuelven todas las fuentes de emisiones del sector.
Existe otro precedente de aplicación de la tecnología en la planta de materiales químicos de Ashland, en Calvert City, estado de Kentucky, donde el proyecto de despliegue de las baterías recibió una subvención de contrapartida de hasta 35 millones de dólares del Departamento de Energía de Estados Unidos en 2024. El proyecto pretende sustituir calderas que funcionan con metano y reducir alrededor de un 70% las emisiones asociadas a la producción de vapor, según el Departamento de Energía. La capacidad de la tecnología de ETS para operar de forma económica y a gran escala, así como la disponibilidad de electricidad con bajas emisiones, siguen siendo aspectos que determinará la operación efectiva en múltiples instalaciones industriales.