Joaquín Font de Mora, Presidente de ANFFECC y AICE
Descarbonización del sector de fritas, esmaltes y colores: retos, oportunidades y dificultades
La industria de fritas, esmaltes y colores cerámicos se enfrenta al mayor reto de descarbonización planteado por la Unión Europea, consistente en una reducción de las emisiones en un 55% con respecto a 1990 para el año 2030, con la idea de que se conviertan en cero en 2050.
El sector lleva mucho tiempo realizando esfuerzos para mejorar su competitividad económica, reduciendo emisiones de CO2 y ahorrando combustible. Desde 2005, año en el que comenzó el sistema de Comercio de Emisiones, las empresas empezaron a trabajar en la optimización de sus procesos con el fin de ir reduciendo paulatinamente las emisiones de CO2 a la atmósfera.
Así, gracias a la introducción de tecnologías como la oxi-combustión, y la eliminación de los carbonatos en la mayoría de las formulaciones, en los últimos 15 años el sector ha reducido sus emisiones en un 45%, con tan solo un 8% de reducción de la producción. Esto supone una importante reducción del ratio de emisiones por tonelada producida, cumpliendo así con el espíritu europeo.
Sin embargo, con el compromiso de reducción drástica de emisiones de CO2 y ante los nuevos escenarios planteados por la UE a los que hay que hacer frente, el sector de fritas y esmaltes, unido a las otras industrias que componen el clúster cerámico castellonense, y con el apoyo de centros de investigación como el AICE, se plantea nuevos retos y ha apostado por encontrar una tecnología que permita reducir las emisiones lo máximo posible.
Siendo nuestro sector intensivo en energía, especialmente gran consumidor de gas natural, el objetivo de descarbonización planteado por la Unión Europea, unido a la reducción de la asignación de derechos de CO2 para este próximo periodo 2021-2025 y al incremento constante del precio de la tonelada, que actualmente supera los 45 euros, obliga a explorar con urgencia tecnologías disruptivas que permitan alcanzar esos objetivos.
El reto no es sencillo. La tecnología actual, utilizando gas natural como combustible, está ya optimizada al máximo, contando con poco margen de mejora. Para lograr otros resultados resulta necesario encontrar tecnologías viables técnica y económicamente, que no están disponibles actualmente, hecho que pone en riesgo la competitividad del sector, así como su posible deslocalización. Por ello, desde el clúster se están analizando diferentes vías de descarbonización, aunque se tiene claro que antes de apostar por alguna de ellas va a ser necesario un desarrollo tecnológico y normativo. Y esto, difícilmente se podrá hacer a corto plazo.
Electrificación, h2 , biogases, captura de co2, posibles alternativas
Las alternativas que actualmente se están planteando son, por un lado, la posible captura, almacenamiento y uso del CO2 para distintos fines. Por otro, la electrificación, utilizando electricidad proveniente de energías renovables. Finalmente, el uso como combustible de otros gases renovables como el hidrógeno verde o biometano.
Todas estas alternativas son a priori interesantes y posiblemente la solución venga dada por una combinación de ellas. El problema es conseguir que sean técnica y económicamente viables para preservar la competitividad del sector frente a los competidores internacionales, países de fuera de la UE no sometidos todavía a estas reglas medioambientales, y que cuentan con precios de la energía mucho más económicos.
Para empezar, tanto la electrificación como el hidrógeno y la captura de CO2 requieren el aporte de grandes cantidades adicionales de electricidad, por lo que sea cual sea la tecnología a implementar, requerirá seguro el refuerzo de la infraestructura eléctrica en general, y contar con transformadores próximos a las zonas industriales. Este es un esfuerzo que requiere de financiación ad-hoc para repotenciar las redes eléctricas a nivel nacional.
Analizando con más detalle los pros y contras de cada alternativa desde la situación actual, respecto a la electrificación, aunque es una alternativa interesante, falta nivel de madurez de electrificación de hornos de alta temperatura como los utilizados en la fabricación de fritas, no así en la fabricación de azulejos en la que si que existen hornos eléctricos. Se requiere mayor desarrollo de I+D, tecnología específica y experiencia en el mercado para conseguir el grado de temperatura y punta de llama necesarios para la fabricación de las fritas. Todo ello, además de superar la principal barrera que es la económica. La electricidad sigue siendo muy cara.
En cuanto a la sustitución de combustibles fósiles por hidrógeno verde, aunque se está vendiendo como el futuro paradigma, la realidad es que el tema aún está por ver. El uso del H2 verde requiere de la investigación y desarrollo de proyectos de adaptación de hornos, tanto de fritas como cerámicos, donde se analice la influencia del H2 como combustible, tanto en el sistema de combustión (quemadores y cámara de combustión) como en el producto final. Es fundamental conocer el porcentaje de H2 que admiten los hornos del clúster cerámico y la adaptación que requieren en la construcción del propio horno.
Otra dificultad añadida es nuevamente, el precio. El H2 tiene un coste aproximadamente 8 veces superior al gas natural, lo que, en este momento, hace que sea una alternativa muy poco rentable. Además, en el caso del H2 verde, será preciso desarrollar numerosas instalaciones para generar suficiente electricidad renovable que pueda abastecer los electrolizadores que produzcan el H2, lo que requiere nuevamente de inversión en infraestructuras y mantenimiento de las mismas.
Una alternativa quizá más inmediata y viable técnicamente dado el estado del arte actual es el llamado ‘blending’, es decir, la inyección a la red de un 5% de hidrógeno, de acuerdo con la legislación vigente. Pero con ello no se consigue una reducción sustancial de emisiones que justifique la inversión realizada.
El uso de otros gases renovables como el biometano, que se obtiene a partir de biogas mediante tecnologías de upgrading (purificación del biogas) requiere de grandes costes de inversión y no se dispone de suficiente biogas para abastecer la demanda actual. De hecho, según el último estudio realizado, tratando todos los purines de la provincia provenientes de residuos orgánicos, de momento solo daría para alimentar dos hornos cerámicos a rendimiento actual. De nuevo nos encontramos con un problema de falta de madurez tecnológica y de que la intensidad energética de nuestro sector es muy elevada.
Respecto a las tecnologías de captura de CO2, a pesar de disponer de tecnologías maduras, es necesario el rediseño del proceso industrial para niveles de concentración de CO2 bajos en los gases de escape, caso de nuestro sector. Además, hay que analizar los costes competitivos y dar solución al almacenamiento a largo plazo, así como evaluar posibles usos.
Combinación de tecnología y proyectos en curso
Así las cosas, tras un análisis de las diferentes alternativas de descarbonización del sector, vemos que no se dispone de soluciones rentables para implementar de una forma inmediata. La viabilidad técnica y económica de las diferentes opciones tecnológicas a las que puede aspirar el sector se prevé a largo plazo, en base a un progresivo desarrollo de la tecnología y abaratamiento de las nuevas fuentes energéticas. Esto penaliza la velocidad con la que el sector puede llevar a cabo la descarbonización y, por tanto, si las exigencias europeas sobrepasan nuestra capacidad, pueden afectar a nuestra competitividad y amenazar con la deslocalización del sector.
En estos momentos, la solución para alcanzar los objetivos de reducción de emisiones apunta a una combinación de varias tecnologías, que requerirán de su estudio a medio-largo plazo.
El sector está en disposición de abordar proyectos piloto, y en este sentido como clúster cerámico, junto a otros agentes investigadores y energéticos entre los que se encuentran universidades y centros tecnológicos como el Instituto de Tecnología Cerámica AICE-ITC, se han presentado Proyectos Importantes de Interés Común Europeo (IPCEI) y numerosas Manifestaciones de Interés, tanto al Ministerio de Industria como al de Transición Ecológica. Estos proyectos abarcan la exploración de las tecnologías descritas, así como la digitalización y la economía circular, pero para poder llevarlos a cabo serán necesarias líneas de financiación.
El interés del sector de fritas, esmaltes y colores en este tema es máximo, para conseguirlo necesita de la financiación necesaria para desarrollar todas estas vías de investigación que permitan encontrar la solución más viable, rentable y sostenible a largo plazo, con el fin de mantener su competitividad y seguir siendo pioneros en I+D+i. El reto está sobre la mesa. Y con él, el futuro del sector, que seguro conseguirá superar, demostrando su liderazgo internacional, y consiguiendo una tecnología baja en carbono que se pueda implementar no solo aquí sino también en el resto del mundo.
Joaquín Font de Mora
Presidente de la Asociación Española de Fabricantes de Fritas, Esmaltes y Colores Cerámicos (ANFFECC)
Presidente de la Asociación de Investigación de las Industrias Cerámicas (AICE)
