Según un estudio de la Escuela de Medio Ambiente de la Universidad de Yale, alrededor del 70% de toda la energía producida por la humanidad se desperdicia en forma de “calor residual”, en gran parte subproducto del funcionamiento de grandes plantas industriales.
El calor residual “es la mayor fuente de energía del planeta”, afirma Joseph King, uno de los directores de programa de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada en Energía del gobierno estadounidense.
La startup israelí Luminescent ha desarrollado una tecnología para capturar este calor residual -lleno de CO2 que agrava el cambio climático- y convertirlo en electricidad, ya sea para alimentar la propia instalación a un coste menor o para venderlo de nuevo a la red eléctrica.
Facebook anunció en 2020 un plan para canalizar el calor residual de su centro de Odense (Dinamarca) para calentar casi 7.000 hogares, y otra iniciativa danesa utiliza el calor de un crematorio para calentar los hogares locales.
Pero, sobre todo, el negocio de la captura de calor se centra en grandes instalaciones con generadores importantes, donde producir y almacenar electricidad sin emisiones es más rentable.
Luminescent es la primera en dirigirse a los pequeños generadores de electricidad, que constituyen la mayor parte del mercado. Su motor supereficiente de calor residual estará disponible a mediados de 2023 como prueba piloto, y las ventas comenzarán en 2025.
Aunque el calor residual liberado al aire no tiene mucho efecto directo sobre el cambio climático, cada porción de calor residual reciclado en energía reduce nuestro uso de combustibles fósiles.
Según un estudio realizado en el Reino Unido, si algunas de las mayores centrales eléctricas del país desviaran el calor residual para calentar hogares y oficinas, se podría evitar la emisión de unos 10 millones de toneladas de CO2 al año.
Energía cinética
El exclusivo motor de calor residual de Luminescent utiliza un líquido de transferencia térmica (HTL), que fluye por una boquilla donde se mezcla con aire a presión u otras burbujas de gas.
El líquido tiene una densidad de energía térmica mil veces superior a la de cualquier gas para un volumen similar.
Las burbujas se expanden isotérmicamente (sin cambio de temperatura), acelerando así el HTL y convirtiéndolo en energía cinética. La energía cinética hace funcionar un generador situado encima del eje del motor.
En resumen: Luminescent afirma que su proceso isotérmico reduce el tamaño y duplica la eficiencia de un motor en comparación con otras operaciones, al tiempo que proporciona hasta un 70% más de potencia que las configuraciones existentes.
El sistema Luminescent puede almacenar la energía resultante hasta 20 horas.
La empresa, que ha obtenido recientemente una ronda de financiación inicial de 7 millones de dólares liderada por Grove Ventures, se dirige a operaciones industriales en Estados Unidos, Europa, Japón, China y Corea del Sur.
Energía con cero emisiones
La empresa, con sede en Tel Aviv, fue cofundada por Doron Tamir, antiguo ejecutivo de la empresa de energía solar Solex Renewable, y el profesor Carmel Rotschild, del departamento de ingeniería mecánica del Technion, inventor del proceso isotérmico utilizado por Luminescent.
Tamir cuenta que, tras una década en la industria solar, “llegué a la conclusión de que la energía solar con baterías es importante, pero si quieres tomarte en serio la transición energética, es parte de la solución, pero no la solución”.
Dado que el calor residual es un subproducto necesario de los motores térmicos, la eficiencia de las centrales eléctricas y las grandes fábricas industriales es limitada, por lo que deben quemar más combustible para alcanzar la producción energética deseada.
Una vez que Tamir identificó el calor residual como quizá la mayor pieza del rompecabezas del cambio climático, se dio cuenta de que “tenemos el potencial de generar cientos de gigavatios de energía sin emisiones. Pero hoy casi nadie la utiliza. Todos los motores térmicos son muy ineficientes y caros si tienen menos de 10 megavatios”, suficiente para abastecer a 300 hogares.
Trabajando con una planta industrial que utilice cualquier fuente de energía -gas, carbón o solar-, el sistema de Luminescent “puede devolver electricidad a un coste muy bajo”.
Tamir pone el ejemplo del gasoducto estadounidense que va de la costa este a la oeste. “Tienen pequeñas turbinas de 25 gigavatios que hacen funcionar un compresor. La eficiencia es tan baja como el 24%. Podemos tomar ese 24% y convertirlo en un 41%”.
Puede que no parezca un gran salto, pero Tamir señala que, “sólo con este mercado de EE.UU., podríamos generar toda la capacidad de demanda eléctrica de Israel, todo ello con cero emisiones”.
Preparando las ventas
Luminescent construirá sus primeros motores en Israel, pero se prevé que se establezcan asociaciones fuera de Oriente Medio cuando la empresa empiece a captar clientes internacionales.
Tamir prevé un precio de 1.500 dólares por motor, cifra que irá bajando a medida que la empresa crezca.
Y aunque el objetivo es la energía residual, es sólo el punto de partida. “El calor residual que puede funcionar durante décadas es un gran objetivo. Pero el almacenamiento renovable también podría ser un mercado infinito. La refrigeración de centros de datos, la producción de energía geotérmica… todos ellos pueden ser mercados interminables”, explica Tamir.
Como señala el estudio de Yale, “el calor residual es un problema de mil cortes, que requiere una masa de innovaciones para abordar diferentes rebanadas del problema”.