El enfoque “verbund” (sistema de producción integrado) de Basf utiliza los recursos disponibles con mayor eficacia

La química contribuye a la eficiencia y la sostenibilidad

Redacción QU01/04/2005
Puesto que las fuentes renovables nunca serán capaces de suministrar el 100 por cien de la energía que necesitamos, estamos obligados a tratar a las fuentes de energía fósil de la manera más responsable posible. Y, en este terreno, la industria química, de la mano de la empresa Basf, está haciendo una importante contribución en dos direcciones: por un lado está reduciendo su consumo de combustibles fósiles y, por otro, sus productos contribuyen a ahorrar energía de forma significativa.
La escalada de los precios del petróleo ha copado los titulares de los medios durante meses, y ha tenido naturalmente un impacto en Basf. El precio de la nafta, la materia prima más importante para la fabricación de productos químicos, ha aumentado en paralelo a los del crudo, incrementándose en un 30 por ciento. Son muchos los expertos que piensan que el precio del petróleo se mantendrá alto en el futuro.

Los pronósticos de consumo mundial de energía apuntan a que la demanda de energía continuará aumentando de forma lineal y que el petróleo seguirá siendo la fuente de energía más importante. También se espera que crezca la importancia del gas natural. De acuerdo con los análisis de la Energy Information Agency, se prevé que la demanda de gas natural se incrementará a razón de un 2,2 por ciento al año entre 2001 y 2025, con lo que será la fuente de energía primaria de mayor crecimiento.

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La mayor densidad mundial de plantas electroquímicas

se encuentra en el centro de Basf

en Ludwigshafen (Alemania)

Basf está reduciendo su dependencia del petróleo de distintas formas
En comparación, se espera que las energías renovables crezcan un 1,9 por ciento al año. Asia es actualmente el principal vector del aumento del consumo energético mundial. Sólo en China e India, se prevé que las necesidades de energía se dupliquen en los próximos 25 años.

Basf está reduciendo su dependencia del precio del barril de crudo de distintas formas: desarrollando sus propias actividades petroleras y gasistas a través de su filial Wintershall, mediante procesos inteligentes y conceptos de producción integrada (verbund), y también mediante tecnologías eficientes de generación de energía.

Gestión responsable de la energía

En Basf, la gestión de la energía empieza por la prospección y producción de crudo de petróleo y gas natural en regiones seleccionadas a través de su filial Wintershall. Los yacimientos se localizan y evalúan mediante tecnología de última generación, como sismología en 3D y procesamiento de datos de alto rendimiento. Otras actividades están dirigidas a mejorar los índices de extracción (que son del orden del 35 al 50 por ciento del crudo) y a optimizar la producción de petróleo y gas. Con una producción anual de unos 104 millones de barriles, Wintershall es la mayor compañía alemana del sector.

El petróleo sigue siendo la fuente de materias primas más importante para la industria química, y el gas es la principal fuente de energía. El gas cubre aproximadamente el 70 por ciento de las necesidades de energía primaria de Basf, y se emplea para generar electricidad y vapor en sus plantas combinadas de energía eléctrica y vapor (CHP). Esta forma de suministro energético, particularmente efectiva, se conoce como cogeneración y, con una eficiencia energética del 85 por ciento, es lo más vanguardista que existe en cuanto a métodos de conversión de energía aplicables a escala industrial. Actualmente, Basf explota nueve plantas CHP en todo el mundo, y tiene otras tres en construcción.

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En sus grandes centros de producción, Basf aplica un enfoque verbund

El enfoque “verbund”

En sus grandes centros de producción de todo el mundo, Basf aplica un enfoque “verbund” que combina de forma inteligente los requisitos de producción y de energía. El objetivo consiste en utilizar las fuentes de energía primarias –como materias primas y para producir electricidad y vapor– del modo más eficiente posible, minimizando el consumo.

En 2003, el calor residual de los procesos de producción se utilizó para generar el 48 por ciento del vapor que Basf necesita en todo el mundo, y que totaliza 52,8 millones de toneladas métricas. Para producir electricidad y vapor se utilizaron 23,1 millones de megavatios hora de combustibles fósiles y sustitutivos, lo que equivale a casi 2 millones de toneladas métricas de crudo de petróleo. Sin embargo, sin el enfoque “verbund”, la energía total necesaria para generar la electricidad y el vapor que necesita el grupo Basf habría sido mucho mayor: unos 3,4 millones de toneladas métricas equivalentes de petróleo.

Este enfoque también permite a la compañía explotar con gran eficiencia procesos de consumo intensivo de energía, como la electrólisis cloroalcalina, que se emplea para producir cloro, hidróxido sódico de alta pureza e hidrógeno (subproducto). A su vez, este hidrógeno puede utilizarse como materia prima en otros procesos de la red de plantas de Basf.

La mayor densidad mundial de plantas electroquímicas se encuentra en el centro de Basf en Ludwigshafen (Alemania). Estas plantas tienen la ventaja de que resultan extremadamente eficientes en lo que respecta a la conversión de la energía térmica; es decir, utilizan una alta proporción de la energía que se les suministra. Esta ventaja también queda patente en un proceso acoplado de electrosíntesis orgánica, que puede emplearse para fabricar dos productos de utilidad: precursores de aromas químicos y productos fitosanitarios, sin generación de subproductos.

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Catalizadores para células de combustible
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La electrólisis cloroalcalina se emplea para producir cloro, hidróxido sódico de alta pureza e hidrógeno

Mejoras en los catalizadores

Dentro de los procesos de producción, las mejoras introducidas en los catalizadores se han traducido en ahorros notables de energía. Un ejemplo de ello es la producción de ácido acrílico, que es un precursor de los materiales superabsorbentes que se utilizan, por ejemplo, en los pañales. La mejora continuada del sistema de catalizadores ha permitido incrementar considerablemente el rendimiento de ácido acrílico. Y, puesto que Basf tiene una capacidad total anual de aproximadamente 800.000 toneladas de ácido acrílico, estas mejoras equivalen a recortar en 230.000 toneladas las emisiones de dióxido de carbono. Como resultado, se ha podido desplazar la producción de unos 690.000 megavatios hora de energía eléctrica a otros lugares, y realizarse de una forma que genere menos CO2. Esta cantidad de electricidad equivale al consumo de 140.000 hogares.

Los científicos de Basf también están haciendo valer su experiencia en el área de catalizadores para contribuir al desarrollo de las células de combustible. Para que estas fuentes de energía lleguen a convertirse en artículos producidos en masa, es preciso mejorar sensiblemente una serie de pasos de reacción que se producen en la célula. En lo que respecta a las células estacionarias, que podrían ser la fuente de energía térmica y eléctrica para los hogares del futuro, es fundamental la desulfuración del gas natural que se emplea como combustible. Los investigadores de Basf han conseguido resolver este problema utilizando absorbentes de nuevo cuño. En una serie de pasos que se producen en la célula de combustible, se genera hidrógeno a partir del gas natural; los catalizadores que intervienen en ellos se han mejorado, para que sean más económicos y fiables a lo largo del tiempo.

Reservas de calor latente

Basf es actualmente la única empresa del mundo capaz de suministrar a la industria de construcción grandes cantidades de reservas de calor latente microencapsuladas libres de formaldehído (también llamados PCM o materiales de cambio de fase). Estos materiales requieren un portador adecuado para poder ser empleados en edificios, y los yesos y revoques, paneles, rellenos y masillas o los materiales con base de madera son adecuados para ello. Los materiales de cambio de fase atenúan los picos de temperatura y liberan calor por la noche, mejorando el ambiente térmico y ahorrando energía y dinero. Permiten eliminar los equipos de aire acondicionado o, por lo menos, utilizar equipos de menor potencia.

Los edificios y vehículos absorben calor principalmente a través de las superficies transparentes. Los elementos opacos, como paredes, techos o tejados pueden combinarse con superficies reflectantes que reducen la transferencia de calor, pero las superficies transparentes, como ventanas o elementos de fachada, requieren filtros selectivos para determinadas longitudes de onda.

Basf tiene en marcha una serie de desarrollos en ambas áreas: un sistema de filtro selectivo pasivo, basado en un nuevo tipo de absorbentes orgánicos del IR cercano, que es capaz de proteger los elementos de construcción transparentes de la radiación térmica, mientras que para los elementos opacos se está desarrollando una nueva generación de productos perteneciente a la clase de los pigmentos inorgánicos de efecto especial.

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