Descarbonización en el sector industrial español. Caso de aplicación a la industria de la cerámica.

Abstract

Este Trabajo de Fin de Grado analiza la descarbonización de la industria cerámica en España, un sector estratégico por su relevancia económica y su alta intensidad energética. Con epicentro en la provincia de Castellón, esta industria consume más de 12 TWh anuales de gas natural y emite 2,2 millones de toneladas de CO₂, representando cerca del 5 % de las emisiones industriales del país. Su transformación es clave para cumplir los objetivos de neutralidad climática y modernización industrial.

El objetivo principal del estudio es evaluar la viabilidad técnica y económica de tres tecnologías de descarbonización: electrificación, biometano e hidrógeno verde. Mediante un análisis detallado de las etapas más intensivas del proceso productivo —atomizado, secado, cocción y fusión de fritas— se estiman los costes energéticos (CAPEX y OPEX), proyecciones de precios, y sensibilidad a escenarios de incertidumbre.

Los resultados revelan una pérdida progresiva de competitividad del gas natural debido al encarecimiento de los derechos de emisión. La electrificación se presenta como la alternativa más eficiente y estable en la mayoría de etapas, especialmente en atomizado, secado y cocción. En la fusión de fritas, donde la electrificación aún no es viable, el biometano aparece como la mejor opción a corto y medio plazo. El hidrógeno verde, aunque prometedor a largo plazo, sigue siendo económicamente menos competitivo.

El estudio concluye que el 90 % del coste total depende del consumo energético y del precio de la energía, lo que subraya la importancia de la eficiencia y la planificación ante la incertidumbre. Además, advierte que la electrificación masiva requerirá una modernización urgente de la red eléctrica en Castellón.

La descarbonización del sector cerámico no solo es viable, sino que representa una oportunidad estratégica para reforzar su competitividad y liderar la transición hacia un modelo industrial sostenible.This Bachelor's Thesis analyzes the decarbonization of the ceramic industry in Spain, a strategic sector due to its economic significance and high energy intensity. Concentrated mainly in the province of Castellón, the industry consumes over 12 TWh of natural gas annually and emits around 2.2 million tonnes of CO₂, accounting for nearly 5% of the country’s industrial emissions. Its transformation is essential to achieving climate neutrality targets and modernizing the industrial model.

The main objective of this study is to assess the technical and economic feasibility of three decarbonization technologies: electrification, biomethane, and green hydrogen. Through a detailed analysis of the most energy-intensive production stages—spray drying, drying, firing, and frit melting—the study estimates energy consumption, capital (CAPEX) and operational expenditures (OPEX), price projections, and sensitivity under various uncertainty scenarios.

The results show a progressive loss of competitiveness for natural gas, mainly due to the expected rise in CO₂ emission costs. Electrification emerges as the most efficient and stable option across most production stages, particularly in spray drying, drying, and firing. In frit melting, where electrification is not yet technically viable, biomethane stands out as the best alternative in the short and medium term. Green hydrogen, although promising in the long run, remains less competitive in all the scenarios analyzed.

The study finds that 90% of total costs are driven by energy consumption and energy prices, highlighting the importance of improving efficiency and making resilient decisions in the face of uncertainty. It also stresses that widespread electrification would require urgent upgrades to Castellón’s electricity grid, as infrastructure development timelines (5–10 years) far exceed those of new electric kilns (1–2 years).

Ultimately, decarbonizing the ceramic industry is not only environmentally necessary but also a strategic opportunity to boost competitiveness, modernize production, and lead the transition to a sustainable industrial model.