1º ¿Por qué importa el calor industrial en la transición energética?

El calor industrial es el gran “olvidado” de la transición energética. Aunque suele hablarse más de electricidad o transporte, la mitad de la energía que consumimos a nivel global se utiliza en forma de calor, y en su mayoría sigue generándose con gas o carbón.

Este calor es esencial para sectores como la industria química, la alimentación, el papel, el cemento o el acero, y supone la principal fuente de emisiones de CO₂ de la industria.

Además, el 75 % del calor industrial se sitúa por debajo de 500 °C, un rango donde ya existen soluciones viables para su electrificación, como las bombas de calor, las calderas eléctricas o los sistemas de almacenamiento electro-térmico (ETES), que están emergiendo como una de las tecnologías más prometedoras para descarbonizar la industria.

2º ¿Qué es un sistema ETES y qué papel juega en este contexto?

Los sistemas ETES (Electrothermal Energy Storage) son tecnologías que convierten electricidad en calor, lo almacenan en un medio sólido o líquido, y lo entregan bajo demanda.

Esto los convierte en una herramienta estratégica para sustituir combustibles fósiles en procesos industriales, pero también para equilibrar las redes eléctricas y aprovechar al máximo la energía disponible.

Su gran ventaja es la flexibilidad: pueden absorber electricidad cuando es más barata o abundante, por ejemplo, en horas de alta generación renovable, y liberar ese calor más tarde con gran eficiencia. Gracias a ello, favorecen la gestión de la demanda, reducen la congestión de la red y actúan como un activo clave para la estabilidad del sistema eléctrico, al tiempo que impulsan la electrificación de la industria.

3º ¿Qué tipos de sistemas ETES están alcanzando mayor madurez tecnológica y cuáles son sus principales características?

Los sistemas ETES más maduros tecnológicamente son los basados en almacenamiento de calor sensible, donde la conversión eléctrica se realiza por efecto Joule, mediante resistencias que transforman la electricidad en calor.

Estas resistencias pueden ser internas, integradas en el propio medio de almacenamiento, lo que aporta compacidad y una transferencia térmica más directa, aunque con mayor exposición a tensiones térmicas o puntos calientes, o externas, más sencillas de mantener pero con una mayor huella espacial y ligeras pérdidas de integración.

El medio de almacenamiento puede ser tanto sólido como líquido, predominando materiales como rocas, refractarios, hormigones o sales fundidas, por su disponibilidad y estabilidad térmica. La tendencia actual se orienta hacia temperaturas de operación cada vez más altas, por encima de los 1.000 ºC, lo que incrementa la densidad energética del sistema, ya que en el almacenamiento sensible se requiere un amplio salto térmico para acumular grandes cantidades de energía.

La descarga se realiza habitualmente en forma de calor útil, ya sea aire caliente o vapor de proceso, aunque algunos diseños permiten también la generación eléctrica mediante ciclos reversibles (power-to-heat-to-power), si bien con una eficiencia inferior respecto al uso térmico directo.

4º ¿Cuáles son los principales retos tecnológicos y barreras que aún limitan el despliegue de los sistemas ETES?

El desarrollo de los sistemas ETES avanza con fuerza, pero su despliegue a gran escala aún enfrenta tres tipos de barreras principales: tecnológicas, económicas y regulatorias.

En el plano tecnológico, el desafío está en la durabilidad y estabilidad de los materiales a muy altas temperaturas, así como en la necesidad de pilotos y proyectos demostrativos que validen el rendimiento real y generen confianza entre los usuarios industriales.

Desde el punto de vista económico, el principal obstáculo sigue siendo el coste de inversión inicial, que aumenta especialmente en configuraciones de temperaturas extremas, donde los requisitos de aislamiento y elementos auxiliares específicos son más exigentes.

Y en el ámbito regulatorio y financiero, persiste una falta de reconocimiento explícito de los ETES como activos de almacenamiento o flexibilidad, lo que limita su acceso a ayudas, tarifas reducidas o mercados de capacidad. En Europa se están dando pasos, pero aún falta un marco claro que permita acelerar inversiones y reducir el riesgo financiero.

Superar estas tres barreras será clave para que el ETES pueda desplegar todo su potencial como una solución competitiva y estratégica para la descarbonización del calor industrial.

5º ¿Cómo se espera que evolucionen los sistemas ETES en los próximos años?

A corto plazo, y a medida que aumenten los proyectos demostradores, los ETES de alta temperatura se consolidarán como una respuesta necesaria para la descarbonización del calor industrial. Su penetración crecerá a medida que se demuestre su fiabilidad técnica y su potencial económico, algo que se acelerará si se eliminan las actuales barreras regulatorias y se les reconoce como activos de almacenamiento y flexibilidad dentro del sistema energético.

A medio plazo, se espera un salto cualitativo con el desarrollo de tecnologías más compactas y rentables, como los sistemas basados en calor latente, que permiten almacenar la misma cantidad de energía a temperaturas más bajas, en torno a 600 ºC, reduciendo los costes asociados a las temperaturas extremas, como el uso de materiales especiales o el mantenimiento, y sometiendo los materiales a condiciones mucho menos agresivas que aumentan su vida útil.

Este avance, junto con la estandarización de diseños y la fabricación a escala, será decisivo para extender el uso del ETES a un mayor número de sectores industriales y consolidarlo como una de las piezas clave de la transición hacia un calor limpio, flexible y competitivo.

6º ¿Cómo puede ayudar CIC energiGUNE en el desarrollo de los sistemas ETES?

CIC energiGUNE cuenta con una amplia trayectoria en el desarrollo de sistemas de almacenamiento térmico y una sólida experiencia en el diseño y mejora de materiales destinados al almacenamiento en un amplio rango de temperaturas.

El centro trabaja en el desarrollo de soluciones que permitan superar las barreras actuales de los ETES, a través del diseño de materiales avanzados que posibilitan configuraciones y conceptos diferentes, como el almacenamiento en calor latente o estrategias alternativas de conversión directa a calor, con el objetivo de mejorar la compacidad, la eficiencia y la competitividad de los sistemas.

Esta labor se apoya en capacidades de modelización multiescala, desde el nivel atomístico hasta el de sistema, junto con plataformas de caracterización avanzada y bancos de testeo que permiten validar el comportamiento de los materiales en entornos relevantes y acelerar su integración en aplicaciones reales.

Además, a través de proyectos colaborativos con empresas y consorcios internacionales, CIC energiGUNE impulsa el desarrollo de soluciones sostenibles y competitivas, contribuyendo tanto a mejorar el rendimiento técnico como a reducir costes y acortar el tiempo de llegada al mercado.

De este modo, el centro actúa como puente entre el conocimiento científico y la aplicación industrial, impulsando la madurez tecnológica de los ETES y su consolidación como una alternativa real para la descarbonización del calor en la industria.