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BASF invierte en un sistema de bomba de calor de alta potencia en Ludwigshafen para aprovechar el calor residual industrial y generar vapor libre de CO₂, con el objetivo de reducir hasta un 98 % las emisiones en la producción de ácido fórmico. El proyecto, desarrollado junto a Piller y GIG Karasek, integra tecnología de compresión avanzada para impulsar la descarbonización de los procesos químicos.
BASF está invirtiendo en uno de los sistemas de bomba de calor más potentes en su instalación principal en Ludwigshafen. El objetivo es utilizar el calor residual de una de las mayores plantas de producción del sitio químico – Steamcracker II – como fuente de energía térmica para generar vapor libre de CO2. El uso de este vapor sin emisiones en la producción de ácido fórmico tiene el potencial de reducir en un 98 % los gases de efecto invernadero emitidos por el proceso en el futuro.
Los componentes de Piller Blowers & Compressors se encuentran en el corazón de uno de los sistemas de bomba de calor más potentes del mundo. Las máquinas de la VapoLine de la gama Piller comprimen eficientemente el calor residual vaporoso de procesos industriales, llevándolo así a un nivel de temperatura utilizable, la base para la función de la bomba de calor. Piller suministra seis máquinas VapoFlex (línea 1) y cinco máquinas VapoFlex más (línea 2) para generación de vapor.
El sistema consta de un total de 11 etapas compresoras, incluyendo los sistemas de accionamiento eléctrico y los componentes accesorios correspondientes. La entrega está programada para mediados de 2026. El sistema requiere la capacidad máxima del compresor y comprimirá alrededor de 500.000 toneladas de vapor al año. Además de las máquinas tecnológicamente avanzadas con diámetros de impulsor de hasta 2,25 m, el sistema está equipado con un moderno sistema de monitorización de puntos operativos. El operador es informado cuando se alcanzan o superan los límites aquí, para asegurar la máxima disponibilidad de la máquina.
El proyecto se está llevando a cabo en BASF junto con el fabricante de plantas GIG Karasek. El sistema CompriVAP de GIG Karasek combina componentes probados, concretamente un evaporador de película de caída de placas, un tanque de flash y la cascada de compresores Piller, para crear un concepto tecnológico pionero en general. Gracias a su diseño híbrido, produce vapor completamente libre de oxígeno y utiliza agua pura como medio de trabajo seguro y respetuoso con el medio ambiente.
La operación flexible, con capacidad de carga parcial infinitamente variable y ciclos de arranque-parada optimizados para el precio de la electricidad, permite una operación económica, mientras que la monitorización inteligente de las condiciones aumenta la disponibilidad y reduce los costes de mantenimiento.
El innovador sistema de compresión de vapor establece nuevos estándares tanto en eficiencia como en calidad de la generación de vapor. En un primer paso, el calor residual se utiliza en un ciclo de destello de GIG Karasek para generar vapor de destello bajo condiciones de vacío. Este vapor se comprime luego a una presión superior a la atmosférica mediante seis VapoFlex dispuestos en serie (línea 1). Un requisito clave para el proceso aguas abajo es evitar la entrada incluso de cantidades mínimas de oxígeno atmosférico.
Por razones de diseño, cumplir con este estricto requisito de proceso es una tarea compleja para el sistema que comprende compresores y tuberías conectadas en la zona de vacío. Por ello, se seleccionó un concepto con un intercambiador de calor intermedio en forma de evaporador de película de placa que cae personalizado de GIG Karasek.
Esto evita que el aire atmosférico entre en el proceso aguas abajo. El vapor vivo recién adquirido en el intercambiador de calor intermedio, que se encuentra en condiciones superiores a las atmosféricas, se comprime entonces al nivel de presión y temperatura requerido por cinco unidades VapoFlex adicionales dispuestas en serie (línea 2). El resultado: hasta 60 toneladas de vapor por hora.
BASF y Piller mantienen una asociación de larga data, en la que varias plantas de recompresión de vapor ya han sido equipadas con máquinas de Piller. Además de estos, Piller ya ha suministrado con éxito conceptos similares de bombas de calor multietapa a otros clientes de la industria química fuera de Europa en los últimos años.
La empresa se siente orgullosa y satisfecha de poder utilizar su amplia experiencia en beneficio de la industria química alemana. El avanzado sistema de compresión no solo garantiza alta eficiencia y calidad, sino también un suministro fiable de vapor y una alta disponibilidad en el sistema completo CompriVAP, satisfaciendo así los requisitos específicos de BASF. Christoph Böhnisch, CEO de Piller, añade: "Nuestros compresores VapoLine ya se están utilizando en muchos proyectos de recuperación de calor en todo el mundo. Sin embargo, el proyecto BASF es algo realmente especial para nosotros. Ver nuestra experiencia en el proyecto piloto en Alemania y trabajar juntos para moldear la transformación llena de orgullo a toda la empresa."
Aunque la transformación verde está adquiriendo cada vez más importancia en todos los sectores, es un enfoque estratégico claramente definido para BASF. Una clave para esto es el uso de calor residual industrial. La tecnología de compresores del VapoLine eleva eficientemente el vapor térmico residual a un nivel de temperatura más alto. La energía puede, por ejemplo, utilizarse directamente en la producción, lo que aumenta la eficiencia y reduce las emisiones de CO2 , aumentando así tanto la competitividad como la sostenibilidad.
Este proyecto es un hito, como insiste Andreas Schnitzhofer, Director General de GIG Karasek: "Esto es un cambio radical para nosotros. Hoy en día, el calor residual a menudo permanece sin usar o se enfría a gran coste. Sin embargo, en realidad es un recurso valioso y una alternativa genuina a los combustibles fósiles. Nuestra solución utiliza esta fuente de energía de forma eficiente. La inversión suele amortizarse tras dos o tres años."
Los grupos objetivo son todas empresas de la industria química, así como otras industrias donde la eficiencia energética y la reducción de CO2 juegan un papel importante. La demanda es inmensa: solo el sector industrial alemán consume alrededor de 544 TWh de calor de proceso cada año, con una proporción significativa que sigue cubierta por combustibles fósiles (Fuente: Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit GIZ GmbH, "Bombas de calor industriales de alta temperatura en Alemania y Europa - potenciales, casos de aplicación y política de apoyo", diciembre de 2022).
BASF está previsto que reduzca las emisiones de CO2 hasta en 100.000 toneladas al año gracias a este proyecto. Este es un paso importante en el camino hacia emisiones netas cero de CO2 para 2050. Gracias a la escalabilidad y adaptabilidad del sistema en su conjunto, son posibles numerosas aplicaciones con diversas fuentes de calor residual. El proyecto BASF demuestra el gran potencial de la utilización del calor residual industrial y puede inspirar a otras industrias a implementar soluciones similares para la reducción del CO2 .
En resumen, es justo decir que BASF se está centrando en tecnologías innovadoras para abrir nuevos caminos en la provisión sostenible de calor de proceso en el transcurso de la transformación industrial. Entre otras cosas, el enfoque está en el uso de bombas de calor de alta temperatura, que ofrecen un potencial considerable para reducir el consumo de energía primaria y las emisiones de CO2 mediante el uso de calor residual y altos niveles de eficiencia, incluso bajo las condiciones actuales de la mezcla eléctrica.
En este contexto, el progreso tecnológico que BASF impulsa en proyectos piloto es un pilar fundamental en el camino hacia la descarbonización de los procesos industriales.
El COP es aproximadamente 3 para todo el sistema
Piller Blowers & Compressors GmbH tiene su sede en Moringen y desarrolla, diseña y fabrica sopladores y compresores específicos para cada cliente, destinados a la industria de procesos. Los orígenes del negocio familiar se remontan a 1909. Piller ofrece diseños personalizados o máquinas preconfiguradas, proporcionando soluciones eficientes y económicas a clientes de diversos sectores, incluyendo alimentos, pasta y papel, químicos, petroquímicos, farmacéuticos y tratamiento de aguas residuales industriales.
La empresa también apoya a sus clientes con tecnología de recuperación de calor en su camino hacia una producción sostenible. Los sopladores y compresores de Piller para la industria de procesos pueden reducir los requerimientos energéticos hasta en un 75 por ciento, disminuir las emisiones de CO2 en más de un 60 por ciento y ahorrar en costes energéticos hasta en un 90 por ciento.
Piller ofrece un paquete completo, que va desde la ingeniería, pasando por la planificación de proyectos, hasta el diseño y la fabricación, proporcionando servicios integrales como puesta en marcha, formación, inspección, reparaciones y optimización del sistema.
Piller sigue invirtiendo en investigación y desarrollo para superar los límites de sus ya altos niveles de eficiencia, disponibilidad de energía y largos tiempos de operación.
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