Economia circular aplicada al fred industrial: el cas pioner de Barcelona

Com funciona el sistema innovador de recuperació de fred?

El gas natural arriba al Port en estat líquid amb vaixells metaners, que el transporten a una temperatura de -160 °C. Aquest gas ha de passar d’estat líquid a gasós, fet que s’aconsegueix augmentant-ne la temperatura fins als 5 °C, utilitzant per a això aigua del mar.

«A -160 °C, qualsevol fluid que entri en contacte amb el gas natural liquat es congelaria, per tant, vam haver de crear una etapa intermèdia amb un producte, l’etanol, sense necessitat de bombament, ja que funciona com un termosifó, per poder transferir el fred excedent a un fluid a -20 °C sense que es congeli», explica el director de Desenvolupament d’Ecoenergies Barcelona.

Aquest fluid a -20 °C és el que es transporta fins als consumidors finals mitjançant una xarxa de distribució subterrània, per subministrar energia a diferents temperatures (fred a 5 °C per a climatització, -10 °C i -20 °C per a usos industrials).

L’equipament d’aquesta “caixa de fred” consisteix en:

• 5 intercanviadors GNL-Etanol (5 × 3,6 MWt)
• 5 intercanviadors Etanol-Fluid tèrmic a -20 °C
• 7 bombes de fluid tèrmic (160 kWe, 200 m³/h, 16 bar)
• Dipòsit d’expansió del fluid tèrmic
• Mescladors de GNL

Anteriorment, en el procés de refredament s’utilitzaven aproximadament 15 milions de m³/any d’aigua de mar, que s’enfredava per dur a terme aquesta gasificació. Aquesta aigua freda es retornava al mar i es perdia aquesta energia residual.

«Aquest nou sistema ens permet recuperar aquest fred residual, que és el que es destina a tots els usuaris finals i que constitueix una veritable innovació, juntament amb el seu sistema de distribució i transport», afegeix Estrada Berlanga.

Que la temperatura del circuit del líquid transportador (aigua glicolada) sigui de -20 °C no és casual, i es va adoptar aquesta temperatura i aquest fluid tenint en compte la complexitat de la instal·lació, del transport i d’un anàlisi detallat de les demandes per temperatura que tindria Ecoenergies, així com d’un estudi de cost/benefici a diferents temperatures, concloent que la temperatura òptima era de -20 °C.

«En qualsevol cas», assenyala el director de Desenvolupament d’Ecoenergies Barcelona, «a partir d’aquesta temperatura de -20 °C es pot subministrar a diferents temperatures, -5 °C, -10 °C o -20 °C, segons l’ús, mitjançant equips d’intercanvi que permeten variar la temperatura de servei», apunta.

«De todos modos», señala el Director de Desarrollo de Ecoenergies Barcelona, «a partir de esta temperatura de -20ºC se puede suministrar a distintas temperaturas, -5ºC, -10ºC o  -20ºC, según sea el uso, mediante equipos de intercambio que permiten variar la temperatura de servicio», apunta.

Per què és tan rellevant aquesta solució?

Estrada Berlanga destaca que es tracta de la primera instal·lació al món que recupera fred mitjançant aquest sistema, fruit d’una tasca d’investigació i desenvolupament conjunta entre Enagás i Veolia. De fet, el projecte s’ha presentat a un premi de l’IAPH (International Association of Ports and Harbors).

Una de les seves avantatges és que el cicle intermedi d’etanol, amb la gasificació del GNL per la part superior i la transferència de fred al fluid per la part inferior, actua com un termosifó, amb un cicle continu de fases líquida i gasosa de l’etanol, sense consum d’energia. A més, en tractar-se d’un fred recuperat i no generat elèctricament, es deixen d’emetre 42.000 tones de CO₂ anuals, corresponents a l’electricitat estalviada per a la seva producció.

Addicionalment, es preveu un emmagatzematge d’energia freda a la central de la Zona Franca que permeti absorbir tot el fred procedent de la regasificació d’Enagás. Així, es millorarà la flexibilitat per adaptar-se a la corba de demanda dels clients d’Ecoenergies, que no coincideix amb el calendari de descàrrega dels vaixells metaners que arriben al Port de Barcelona. També es reforça el concepte d’economia circular en maximitzar l’ús de l’energia residual recuperada.

Abans de la seva posada en marxa, es van desenvolupar dos pilots, els anys 2019 i 2021, que van servir especialment per preparar la següent fase del desplegament de la xarxa de fred, que podrà donar també servei a Mercabarna, el mercat central de proveïment de Barcelona, l’any 2027.

«Es van analitzar diferents tipus de productes i tecnologies per determinar quin fluid utilitzar per al transport del GNL des de la planta d’Enagás fins a la central d’Ecoenergies Barcelona. Al final va ser un exercici de cost i benefici, així com d’anàlisi de la infraestructura necessària, ja que l’obra civil va ser complexa d’executar», explica.

Replicabilitat del projecte

Atès que el nombre de sobresalts geopolítics i climàtics s’ha convertit en la nova normalitat, és fonamental que els ports i les ciutats puguin ser independents energèticament davant d’aquests escenaris.

«Es tracta d’una qüestió geoestratègica, política i tècnica, ja que episodis com els talls de gas que va patir Alemanya per part de Rússia l’any 2022, o les sequeres a Colòmbia arran del fenomen d’El Niño en un país que depèn totalment de fonts hidroelèctriques, han generat importants crisis energètiques. Diversificar les fonts, ja que totes són compatibles, és el camí a seguir», exposa.

Per a Estrada Berlanga, en els pròxims anys augmentarà la demanda d’aquesta energia per l’increment de l’activitat logística del fred, i per això serà «molt necessari» comptar amb una font alternativa. En el cas del gas, afegeix, el seu subministrament està assegurat per als propers 50 anys.

Iniciatives innovadores com aquesta permeten als ports, zones portuàries i ciutats properes afrontar els reptes del canvi climàtic. A més de transformar el model energètic de Barcelona, també obre la porta a replicar aquesta tecnologia arreu del món.

Segons una anàlisi de Veolia i Enagás, actualment existeixen més de 174 terminals de GNL: 152 d’importació i 22 d’exportació.

• El 30% de les terminals d’importació tenen la possibilitat de replicar el projecte de recuperació de fred de Barcelona.