El proyecto HI4S está orientado a reducir el impacto de las industrias intensivas en energía sobre el cambio climático mediante el diseño y la construcción de una innovadora planta de cogeneración de calor y electricidad a partir del calor residual contenido en los gases residuales de un horno de arco eléctrico procedente de la industria siderúrgica.
La mayor parte de la energía consumida por las industrias europeas se utiliza como calor de proceso, lo que representa más de 1800 TWh/año. Después de los procesos industriales, entre el 20% y el 50% de esta energía se pierde en forma de calor residual en forma de corrientes gaseosas o líquidas. En el caso de las empresas siderúrgicas que utilizan hornos de arco eléctrico, además, usan energía adicional para controlar las emisiones de gases calientes a través de un proceso de enfriamiento y eliminación de la contaminación, antes de liberar una gran cantidad de gas a la atmósfera.
Precisamente, el calor residual contenido en estos gases es el objetivo del proyecto LIFE HI4S. Su aprovechamiento podría acarrear un ahorro potencial de hasta el 15,4% de la energía total perdida para las industrias intensivas en energía. En el caso de la industria siderúrgica, supone casi el 30 % del consumo total de calor de la UE.
Con este objetivo, el proyecto LIFE HI4S está trabajando en la construcción y validación de una innovadora planta de producción combinada de calor y electricidad a partir del calor residual contenido en los gases residuales de un horno de arco eléctrico en la industria siderúrgica. La tecnología LIFE HI4S está compuesta por diferentes componentes que se están desarrollando para ser implementados:
- Un sistema de filtrado cerámico de alta temperatura que es una solución confiable y de bajo costo para manejar los problemas de ensuciamiento debido a la alta temperatura y la presencia de polvo;
- Un sistema de almacenamiento de energía térmica de bajo coste, basado en los trabajos realizados dentro del proyecto H2020 ReSlag, que actuará como acumulador de energía térmica utilizando escorias de acero como material de almacenamiento de energía térmica para hacer frente a la naturaleza intermitente de la fuente de calor;
- Un secador de chatarra, que utiliza una corriente de gases residuales calientes a través de la chatarra para maximizar la recuperación de calor y reduce el contenido de humedad de la chatarra;
- Un innovador sistema de Ciclo Orgánico de Rankine que utilizará el calor residual para producir electricidad para el autoabastecimiento de la planta, al tiempo que utiliza un nuevo fluido vectorial con un menor potencial de calentamiento global.
Por lo tanto, la introducción de la tecnología LIFE HI4S en las plantas siderúrgicas de hornos de arco permitirá utilizar el calor residual para producir electricidad, disminuir la demanda eléctrica mediante el precalentamiento de la chatarra antes de fundirla (reduciendo la cantidad de energía necesaria para esta operación) y calentar un sistema de almacenamiento de energía térmica de escoria de acero que proporcionará una fuente continua de energía bajo demanda. reduciendo también el desperdicio de escoria.
El proyecto LIFE HI4S está financiado por el Programa LIFE de la Unión Europea y se encuentra completamente alineado con las prioridades del Pacto Verde Europeo para conseguir la plena descarbonización de la economía a través de tecnologías disruptivas con potencial para promover la eficiencia energética en industrias de consumo intensivo de energía.
Además, el proyecto pretende continuar con el trabajo realizado en el anterior proyecto financiado con fondos europeos H2020 ReSlag (Grant Agreement n. 642067), en el que se probó con éxito la escoria siderúrgica como sistema de almacenamiento de energía térmica, contribuyendo a reducir su vertido al proporcionar una segunda vida a este material.
