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Cogeneración: ¿Qué es y cómo funciona?

Cogeneración: ¿Qué es y cómo funciona?

Te contamos en qué consiste la cogeneración y cómo funcionan las plantas que utilizan esta tecnología para un mayor rendimiento energético.

¿Qué es la cogeneración?

La cogeneración es un sistema que permite producir simultáneamente energía electromecánica y térmica en una sola planta, alimentada por una única fuente principal. Esta tecnología garantiza un mejor rendimiento energético que el que se obtendría con dos plantas de producción independientes. 

Los sistemas de cogeneración recuperan y reutilizan casi toda la energía térmica producida por los procesos de combustión que en las plantas tradicionales no se aprovecha, sino que se disipa en el medio ambiente.

Gracias a la cogeneración, el calor que contienen los gases de escape se usa para calentar agua en una caldera de recuperación. Esta produce vapor o energía térmica, que a su vez puede ser útil en los procesos productivos o para generar energía eléctrica.

Las tecnologías de cogeneración más frecuentes suponen la utilización de combustibles como el gas natural, el GLP, el gasóleo, el biogás, el biometano, el aceite vegetal o la biomasa, entre otros. 

Esta tecnología no solo se utiliza en la industria, sino que hay otras instalaciones como hospitales, complejos deportivos y hoteles que se aprovechan de la capacidad de cogeneración. Incluso, si producen más electricidad de la que emplean, la pueden verter a la red y venderla, lo que supone una ventaja económica.

Tipos de cogeneración

Según la tecnología que se elija para generar la energía hay varios tipos de cogeneración que explicaremos, de manera pormenorizada, a continuación.

Cogeneración con turbina de gas

En estas plantas se aprovecha gas, normalmente gas natural, como combustible. Los gases producidos en la combustión de la materia prima se introducen en una turbina que transforma la energía mecánica en eléctrica. La residual que se obtiene en forma de flujo de gases calientes se puede volver a usar para cubrir total o parcialmente las necesidades del propio proceso industrial o para otros usos. Este flujo de gases también puede producir vapor de agua en un generador.

Cogeneración con turbina de vapor

La cogeneración con turbina de vapor supone la utilización de una turbomáquina que transforma la energía de un flujo de vapor en energía mecánica. La principal ventaja de este sistema es que admite cualquier tipo de combustible, desde la biomasa al carbón, pasando por el gas natural o los residuos sólidos urbanos.

Cogeneración con motor de combustión interna

Las plantas de cogeneración, basadas en motores alternativos de combustión interna, hacen uso de esta tecnología para convertir la energía química contenida en un producto combustible en eléctrica y térmica

Estos motores de combustión interna se basan en conseguir el giro de un eje mediante los movimientos lineales y alternativos de los pistones. La energía eléctrica se consigue a través de un alternador acoplado directamente al eje del motor. La térmica, por su parte, se libera en forma de gases de escape y agua caliente de los circuitos de refrigeración.

Ventajas de la cogeneración de energía

Utilizar sistemas de cogeneración energética conlleva una serie de ventajas que van desde la mejora de la eficiencia energética a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, entre otras. De hecho, las centrales de cogeneración suelen funcionar con una eficiencia entre el 50 y el 70 % superior a la de las centrales tradicionales. 

Repasemos las principales virtudes de esta tecnología:

  • Mejora la eficiencia energética. La cogeneración mejora el rendimiento, reduce el consumo y supone un menor número de emisiones. Según datos de la Asociación Española de Cogeneración, utilizando estos sistemas se ahorran 14 millones de barriles de petróleo y 40 millones de metros cúbicos de agua al año.
  • Mayor competitividad. Al reducir su factura energética, las empresas se vuelven más competitivas y su gasto energético es más eficiente. Esto también se puede aplicar a los ciudadanos, ya que al bajar su consumo energético, puede aumentar su calidad de vida.
  • Independencia energética. El principio básico de la cogeneración que supone emplear diferentes fuentes para producir electricidad y energía térmica permite reducir sustancialmente la dependencia energética del exterior.
  • Reducción de pérdidas energéticas. Como la energía se genera junto al centro productivo, se evita transportarla, reduciendo las pérdidas de electricidad o las ineficiencias.
  • Robustez en el suministro. La cogeneración aporta un suministro estable de energía a la red eléctrica, lo que aumenta la robustez del sistema y aporta seguridad a las industrias asociadas. Además, permite adaptar el suministro a las necesidades del mercado.
  • Estímulo a la innovación. Esta tecnología actúa como un motor para el desarrollo económico, la creación de empleo y el aumento de la inversión en I+D+i.

Elementos en una planta de cogeneración

Las plantas de cogeneración de energía están formadas por turbinas de gas, de vapor o motores de combustión interna que transforman la energía contenida en el combustible en energía mecánica y calor residual o de escape. Normalmente, la mecánica se transforma en eléctrica a través de un alternador. El calor residual puede ser recuperado en forma de vapor de agua, agua caliente, aceites térmicos o gases a muy alta temperatura, que posteriormente tendrán aplicaciones térmicas.

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Además de estos equipos básicos, las plantas de cogeneración pueden disponer de equipos auxiliares que también utilizan combustible sin el objetivo de producir energía mecánica o eléctrica, sino únicamente térmica o calor para apoyar o sustituir el calor que se entrega por los sistemas de cogeneración.

Entre estos equipos auxiliares, los más usuales son los generadores o calderas convencionales, que se utilizan para ajustar la producción de calor a la necesidad que haya en cada momento. Estos generadores pueden funcionar como una reserva en el caso de que fallen los equipos principales.  También podemos encontrar sistemas de postcombustión o sistemas de aire fresco que ayuden a incrementar o asegurar el suministro si falla el motor principal de la planta de cogeneración.

La cogeneración es una forma de producir energía que garantiza un mejor rendimiento del que se obtendría generándola en una única planta. Además, tiene múltiples ventajas, entre las que se cuentan la reducción de la emisión de gases invernadero. ¿Conocías esta manera de producir energía?

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