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This paper analyses how energy consumption and energy efficiency evolved in the Spanish ceramic tile industry in the 20th century and explores the emerging possibilities in the 21st century. In the last century, the tile industry undertook three radical transitions by switching from traditional biomass fuels to liquid hydrocarbon fuels (fuel oil and gas oil), and subsequently to gas fuels, mainly involving natural gas. Although it is difficult to obtain the information that enable the real energy efficiency in manufacturing plants to be reliably evaluated, the available data indicate that a high degree of efficiency has been achieved with current manufacturing technologies. Consequently, significant developments in this sense are not expected, even though efforts are still being made to reduce energy consumption in the production process. However, environmental regulations and impacts, and the emerging new energy sources based on agricultural biomass could open up new avenues for energy supply in the Spanish ceramic tile cluster.El presente texto analiza cómo ha ido evolucionando el consumo y la eficiencia energética de la industria española de baldosas cerámicas durante el siglo XX, y explora las posibilidades que se le plantean en el siglo XXI. Durante el pasado siglo este sector industrial acometió tres transiciones radicales al pasar de los combustibles tradicionales de biomasa a los hidrocarburos líquidos (fuelóleo y gasóleo), y posteriormente a los gaseosos, principalmente gas natural. Aunque la información que permite evaluar de manera fiable la eficiencia energética real en las plantas de fabricación no es fácil de obtener, los datos disponibles indican que se ha llegado a una elevada eficiencia con las tecnologías productivas actualmente utilizadas. Por tanto no se prevén cambios importantes en este aspecto, aunque siguen realizándose esfuerzos encaminados a reducir el consumo de energía en el proceso productivo. Sin embargo, los impactos y las regulaciones medioambientales, y nuevas posibles fuentes energéticas basadas en biomasa agrícola pueden abrir paso a nuevas vías de suministro energético en el sector cerámico español de baldosas.

Spain and Brazil are two of the world’s biggest ceramic tile producers. The tile manufacturing process consumes a great quantity of thermal energy that, in these two countries, is mainly obtained from natural gas combustion, which entails CO2 emission, a greenhouse gas. This study presents a comparative analysis of the thermal energy consumption and CO2 emissions in the ceramic tile manufacturing process in Spain and Brazil, in terms of the different production technologies and different products made. The energy consumption and CO2 emissions in ceramic tile manufacture by the wet process are very similar in both countries. In the dry process used in Brazil, less thermal energy is consumed and less CO2 is emitted than in the wet process, but it is a process that is only used in manufacturing one particular type of product, which exhibits certain technical limitations. While in Spain the use of cogeneration systems in spray-dryers improves significantly the global energy efficiency. The average energy consumption in the different process stages, in both countries, lies within the range indicated in the Reference Document on Best Available Techniques in the Ceramic Manufacturing Industry (BREF of the Ceramic Manufacturing Industry) of the European Union.España y Brasil son dos de los mayores productores de baldosas cerámicas en el mundo. El proceso de fabricación de baldosas consume gran cantidad de energía térmica, y en estos dos países se obtiene principalmente de la combustión de gas natural, lo que conlleva la emisión a la atmósfera de CO2, gas de efecto invernadero. El objetivo del trabajo presentado es mostrar comparativamente los consumos de energía térmica y las emisiones de CO2 en el proceso de obtención de baldosas cerámicas en España y en Brasil, atendiendo a las diferentes tecnologías de producción y a los distintos productos fabricados. El consumo energético y las emisiones de CO2 son muy parecidos en ambos países, en el proceso de obtención de baldosas por vía húmeda. En el proceso vía seca utilizado en Brasil, se consume menos energía térmica, y se emite menos CO2, que en el proceso vía húmeda, pero es un proceso que se utiliza únicamente en la obtención de un tipo de producto en particular, que presenta algunas limitaciones técnicas. En España, el uso de sistemas de cogeneración en la etapa de atomización incrementa notablemente la eficiencia energética global del proceso. Los consumos energéticos medios de las diferentes etapas del proceso se sitúan, en ambos países, dentro del intervalo indicado en el Documento de Referencia sobre las Mejores Técnicas Disponibles en la Industria Cerámica de la Unión Europea (BREF de la Industria Cerámica).

The ceramic tile manufacturing process consumes a great amount of energy, mainly thermal energy, which is obtained from natural gas combustion. The increased cost of this fuel and the current economic situation make cost a critical issue that can hurt company competitiveness. The ceramic tile firing process in roller kilns does not exactly stand out for its energy efficiency, because about 50% of the energy input is lost through the kiln combustion flue gas and cooling gas stacks. With a view to improving the reuse of the energy consumed in the firing operation, two heat exchangers were installed in the stacks of a kiln. In these heat exchangers, the kiln gases transfer their sensible heat to a thermal oil that then passes this on, through two other exchangers, to the drying gases in the recirculation ducts of a vertical dryer. This study presents an experimental industrial plant in a fine-tuning test phase, in which the preliminary results indicate an energy efficiency improvement in a range of 60–90%, depending on the operating conditions and processed materials.El proceso de fabricación de baldosas cerámicas consume gran cantidad de energía, mayoritariamente energía térmica, que se obtiene de la combustión de gas natural. El incremento del coste de este combustible, así como la situación económica actual, hace que este coste sea crítico para las empresas y pueda mermar su competitividad. El proceso de cocción de las baldosas cerámicas en hornos de rodillos no destaca precisamente por el aprovechamiento de la energía utilizada, pues aproximadamente el 50 % se pierde a través de las chimeneas de humos y de enfriamiento del horno. Con el objetivo de mejorar el aprovechamiento de la energía consumida durante la operación de cocción se han instalado, en las chimeneas de un horno, dos intercambiadores de calor, en los cuales los gases procedentes del horno ceden su calor sensible a un aceite térmico, que posteriormente lo transfiere a través de otros dos intercambiadores a los gases de secado en las conducciones de recirculación de un secadero vertical. En este trabajo se presenta una planta industrial experimental en la que los resultados obtenidos de ahorro energético se sitúan en un valor medio de 650 kW, dependiendo de las condiciones de funcionamiento y materiales procesados.

The ceramic tile manufacturing process is energy intensive since it contains several stages in which the product is subject to thermal treatment. The thermal energy used in the process is usually obtained by combustion of natural gas, which is a fossil fuel whose oxidation produces emissions of carbon dioxide, a greenhouse gas. Energy costs account for 15% of the average direct manufacturing costs, and are strongly influenced by the price of natural gas, which has increased significantly in the last few years. Carbon dioxide emissions are internationally monitored and controlled in the frame of the Kyoto Protocol. Applicable Spanish law is based on the European Directive on emissions trading, and the assignment of emissions rights is based on historical values in the sectors involved. Legislation is scheduled to change in 2013, and the resulting changes will directly affect the Spanish ceramic tile manufacturing industry, since many facilities will become part of the emissions trading system. The purpose of this study is to determine current thermal energy consumption and carbon dioxide emissions in the ceramic tile manufacturing process. A comprehensive sectoral study has been carried out for this purpose on several levels: the first analyses energy consumption and carbon dioxide emissions in the entire industry; the second determines energy consumption and carbon dioxide emissions in industrial facilities over a long period of time (several months); while the third level breaks down these values, determining energy consumption and emissions in terms of the product made and the manufacturing stage.El proceso de fabricación de baldosas cerámicas es intensivo en energía, pues comprende varias etapas en las que el producto se somete a un tratamiento térmico. Habitualmente, la energía térmica requerida por el proceso se obtiene por la combustión del gas natural, combustible de origen fósil, cuya oxidación conduce a la emisión de dióxido de carbono, uno de los gases causante del efecto invernadero. Los costes energéticos suponen alrededor de un 15 % del coste de fabricación del producto, y están fuertemente influenciados por el precio del gas natural, que en los últimos años ha sufrido un importante incremento. Las emisiones de dióxido de carbono son objeto de seguimiento y control a nivel internacional, en el marco del Protocolo de Kioto. En España, la legislación en vigor se basa en la directiva europea sobre el comercio de emisiones, y la asignación de los derechos de emisión se realiza en base a valores históricos en los sectores afectados. A partir de 2013 se producirán cambios en la legislación que afectan de manera importante al sector de fabricación de baldosas español, pues muchas de las instalaciones entrarán a formar parte del sistema de comercio de emisiones. El objetivo del trabajo presentado es conocer cuál es el consumo actual de energía térmica y las emisiones de CO2 en el proceso de obtención de baldosas cerámicas. Para alcanzarlo, se ha realizado un estudio sectorial a diferentes niveles: un primer nivel sectorial, que analiza los consumos y emisiones de todo el sector, un segundo nivel que abarca valores de consumos de gas y emisiones en las empresas durante un periodo de tiempo prolongado (varios meses), y un tercer nivel, que desglosa más estos valores y se distinguen tanto el consumo energético como las emisiones por producto fabricado y por etapa del proceso.