Fraunhofer Chile Research
Fraunhofer Chile Research
Brædstrup District Heating and solar collectors

© Kenneth Bagge Jorgensen/Shutterstock

ANCESTRAL: el algoritmo que identifica la rentabilidad de proyectos para Calor Industrial y Calor Distrital

Desarrollado por Fraunhofer Chile y financiado por Corfo, ANCESTRAL entrega información clave para la descarbonización de barrios y ciudades, la implementación de tecnologías de Calor Solar para Procesos Industriales (SHIP) y el desarrollo de proyectos de Calor Distrital (District Heating).

Mediante un algoritmo basado en simulaciones físicas y ciencia de datos, un equipo de ingenieros investigadores de Fraunhofer Chile desarrolló ANCESTRAL, un sistema que permite comprender las demandas de agua caliente y vapor en operaciones industriales, así como las necesidades de calefacción y agua caliente en áreas residenciales, comerciales y públicas a nivel nacional.

Además, evaluaron cómo diferentes tecnologías solares podrían satisfacer estas necesidades y seleccionaron aquellas más rentables.

El proyecto, financiado por el fondo Crea y Valida de Corfo, finalizó en 2024 demostrando el gran potencial de descarbonización en Chile que tienen los sistemas de Calor Industrial (SHIP) y Calor Distrital (District Heating), concluyendo que ambas soluciones resultan viables y escalables para reducir la dependencia de combustibles fósiles.

¿Cómo funcionan estos sistemas?

El SHIP utiliza colectores solares para capturar la radiación solar y transformarla en calor utilizable en diversos procesos industriales, como la generación de vapor, el calentamiento de agua, el secado de materiales y otros procedimientos.

El District Heating, por su parte, está conformado por centrales térmicas o plantas de energía que producen calor utilizando diversas fuentes, como la biomasa, la energía geotérmica, la energía solar térmica, la cogeneración de calor y electricidad, o incluso la energía residual de procesos industriales.

Este calor se distribuye a través de una red de tuberías subterráneas a los edificios conectados. En el caso del sur de Chile podría contribuir en la reducción del material particulado fino, considerando que un 70% de este proviene de la quema de leña.

Viables y rentables

En el ámbito del Calor Distrital, se analizaron aproximadamente 10 millones de inmuebles, utilizando datos georreferenciados y se desarrollaron perfiles de demanda con resolución horaria.

Se agrupó la información por “manzanas”, identificando 332 áreas con alto potencial y zonas con una demanda térmica de 18.4 TWh/año, lo que podría beneficiar a 3.3 millones de personas con sistemas más sostenibles.

En cuanto al Calor Industrial, se evaluaron 281 empresas con resolución horaria. Se determinó que 205 podrían usar energía solar para agua caliente y 130 para generar vapor, alcanzando un potencial de 3.6 TWh/año en energía solar, contribuyendo significativamente a la descarbonización.

El estudio determinó que hay muchas regiones donde el costo nivelado de la energía térmica (LCOH) con sistemas híbridos (solar + respaldo fósil) resulta más bajo o competitivo frente al LCOH 100% fósil, reforzando que la adopción de energía solar es rentable.

 

Calor Distrital

Calor Distrital
 

Calor Industrial, SHIP

Servicios

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Estudios de demanda térmica de procesos industriales:

Campañas de monitoreo para adquisición de datos en procesos industriales; Análisis de datos monitoreados y datos históricos de la industria para generar perfiles de demanda térmica; Proyección de demanda térmica a largo plazo utilizando herramientas de industria 4.0

Análisis de eficiencia energética en procesos industriales:

Exploración de oportunidades de aprovechamiento de energía entre procesos, utilizando técnicas clásicas (análisis de Pinch) como avanzadas (industria 4.0); Recomendación de medidas de eficiencia energética a aplicar en plantas industriales consi||derando KPI técnicos y económicos.

Análisis tecno económico de proyectos SHIP:

Simulaciones computacionales avanzadas de integración solar en procesos, para satisfacer su demanda térmica a largo plazo; Creación de bases técnicas de licitación para materializar las alternativas recomendadas.

Sistemas CSP para procesos industriales:

Simulaciones computacionales de integración de CSP en procesos industriales de alta temperatura; Estudios y pilotajes de sistemas enfocados en manufactura solar (producción de productos manufacturados directamente dentro de un colector solar).

Desarrollo de estrategias Energéticas Locales (EEL):

Identificación de actores clave; análisis de gestión energética; definición de visión y objetivos; establecimiento de un plan de acción y validación de las decisiones estratégicas mediante un modelo de gestión y seguimiento específico.

Bases de licitación:

diseño de bases técnicas de licitación, evaluación de ofertas y recomendación de la solución óptima para la comunidad.

Estudio de factibilidad técnica-económica de energía distrital:

realización de estimaciones de demandas de calor y frío en sectores residencial, comercial, público e industrial, seguido del diseño integral de la central térmica y la red de distribución. Posterior cálculo de indicadores técnicos, económicos y sociales para evaluar la viabilidad del proyecto.

Soluciones de calor sustentable para inmuebles:

estimación de demanda energética para calefacción en distintos tipos de edificaciones (casas, departamentos, hospitales, colegios, hoteles, oficinas). Evaluación técnico-económica de la integración de tecnologías sustentables para el suministro energético de dichos inmuebles dependiendo de zona geográfica, considerando energía solar térmica y fotovoltaica, geotérmicas, bombas de calor, entre otros.

 

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