Por qué las bombas de calor están ahora al alza

Ante la creciente necesidad de las industrias de reducir sus emisiones de CO₂ y el creciente coste de las mismas (que además se espera se duplica o triplique a corto/medio plazo), el mercado ha reaccionado en los últimos años con el desarrollo de las bombas de calor, enfocada en este caso para usos industriales. 

Si bien es cierto que la bomba de calor y el ciclo de Carnot en el que basan su funcionamiento es de sobra conocido desde hace décadas, su uso había quedado restringido al ámbito de la climatización y, como mucho, una hibridación generando conjuntamente el Agua Caliente Sanitaria (ACS), en sectores residencial y terciario. 

Esto es debido a que las bombas de calor clásicas, debido a su diseño y refrigerantes empleados, tenían limitada la temperatura de generación del agua caliente a unos 55-60°C. Esto hacía inviable a la práctica su utilización en industrias, donde las temperaturas requeridas son normalmente superiores. 

Ante esta limitación, han surgido muchos productos en el mercado capaces de generar agua a temperaturas superiores e, ¡incluso vapor! Esto hace que, aparte de aplicaciones industriales en las que normalmente se empleaban calderas pirotubulares quemando algún tipo de combustible fósil (gas natural, fuel, gasóleo, etc.), su uso en redes de distribución de calor (District Heating) sea cada vez más común. 

Como bien es sabido, del mismo modo que una bomba hidráulica impulsa un fluido desde un punto a otro, necesitando para ello consumir energía eléctrica, una bomba de calor es capaz de mover el calor desde un foco frío a otro más caliente, con el consiguiente consumo eléctrico. Dicho de otro modo, es capaz de captar el calor de un foco (relativamente frío e “inútil” o, peor aún, que cuesta energía eléctrica, agua, aditivos, etc. para ser disipado) y entregarlo al agua (u otro fluido, como podría ser aceite térmico), aumentando su temperatura. 

Actualmente la tecnología permite que focos de calor de baja temperatura (30-50°C) que tradicionalmente no podían ser aprovechados y suponían un gasto, puedan ser empleados para la generación de agua caliente o vapor a temperaturas útiles para las industrias. Además, debido a su principio termodinámico de funcionamiento, estas bombas de calor presentan unos rendimientos (C.O.P.) de 3 a 5 veces superiores a los entregados por las calderas, por lo que el gasto de electricidad, pese al superior precio de esta frente a los combustibles fósiles, se verá reducido. 

A este respecto, es muy importante tener en cuenta que todas las previsiones indican un aumento progresivo de los derechos de emisión de CO₂ en los próximos años, lo que ayudará a la implantación de esta tecnología.

Descarbonización y bombas de calor 

Teniendo en cuenta todo lo anterior, la instalación de una bomba de calor se muestra como una alternativa muy interesante para instalaciones industriales en las que se quiera descarbonizar totalmente o, al menos, reducir parcialmente las emisiones de CO₂.  

En el caso de que se cuente con una electricidad de origen renovable (bien porque exista una generación solar fotovoltaica, eólica o similar, bien porque la electricidad se adquiera con garantía de origen o PPA off-site), se podrá considerar que son “Zero emissions”.  

Además, el CTE ya considera a la mayoría de bombas de calor (con un rendimiento medio estacional o SPF > 2,5, lo que a la práctica hace que cualquiera de las que actualmente se encuentran en el mercado lo cumpla sin problemas). Aunque su ámbito de aplicación son instalaciones residenciales y terciarias, es previsible que en los próximos años esto se extienda a entornos industriales, lo que haría que pudiesen ser consideradas renovables, aunque la electricidad sea convencional.

Además, las bombas de calor: 

• Son una alternativa que, pese a que está en constante desarrollo, es una tecnología madura y perfectamente fiable, pues es una evolución de las bombas de calor clásicas, que son sobradamente conocidas por el sector. Además, se aplican todas las medidas de mejora de eficiencia que se han ido desarrollando en las últimas décadas. Es una tecnología que “nace ya madura”. 
• Cubren un alto rango de potencias, desde unas decenas o centenas de kWt hasta varios MWt. 
• Es altamente eficiente, pudiendo devolver en forma de calor varias veces el consumo eléctrico que provoca. 
• Solución muy versátil, hibridable con sistemas actuales presentes en la mayoría de las industrias y que permite aprovechar calores residuales desaprovechados ahora mismo, como son torres de refrigeración, circuitos de refrigeración, calor residual generado en proceso, reacciones exotérmicas, etc. En el caso de hibridación con amoniaco, además se podría reducir el consumo eléctrico en condensación del circuito principal. 
• Normalmente emplean refrigerantes naturales (GWP =0), lo que les hace muy amigables con el medio ambiente y en línea con la Directiva europea F-Gas. 
• Tecnología fomentada por los grandes organismos internacionales (Agencia Internacional de la Energía, Comisión Europea, IDAE, etc.), por lo que es susceptible de ser parcial o totalmente subvencionada. 
• Puede llegar a permitir eliminar contratos de combustible, con el consiguiente ahorro en el término fijo, impuestos, etc. 
• Reducen el número de focos de emisión de gases de combustión, lo que minimiza las revisiones periódicas en los mismos, con su consiguiente coste. 
• También limita el riesgo inherente a los combustibles, lo que puede llevar a reducciones en los seguros de responsabilidad civil. 
• Alineada con la consecución de certificados de eficiencia, como pueden ser BREEAM, LEED, NZEB, DGNB, etc. 
• Son equipos compactos que permiten optimizar y liberar espacio, tan cotizado en entornos industriales.   
  

Pedro Pérez Hernández – Área Manager Prosumer y EE Audits en ENGIE España