Más allá de la refrigeración: cómo los sistemas de CO₂ se están convirtiendo en el centro energético del comercio minorista moderno de alimentos

Por Sergei Mukminov, redactor jefe, Refindustry

La Danfoss Smart Store ADC en Nordborg. Fuente: Danfoss A/S.

Una tienda de conveniencia danesa cubrió el 100 por ciento de su demanda de calefacción con el calor residual de la refrigeración durante el invierno más frío en más de una década. A lo largo de dos años de operación, esa misma instalación exportó 36 MWh de calor excedente a la red de distrito de su ciudad y ahorró cerca de 8.800 € en calor que, de otro modo, habría tenido que comprar a la misma red. La penalización eléctrica por entregar ese calor fue, en palabras del operador, marginal.

La pregunta que esto plantea ya no es si la refrigeración por CO₂ puede calentar un edificio; puede. Las preguntas reales son hasta qué punto el modelo es transferible, cuánto cuesta y dónde falla. Cuando un sistema transcrítico de CO₂ enfría, calienta un edificio, produce agua caliente y exporta calor excedente a una red de distrito de forma simultánea, ¿cuánto de eso se sostiene fuera de una instalación de escaparate y cambia el caso de inversión? Este análisis de mercado plantea esas preguntas a operadores, fabricantes, un consultor independiente y un especialista independiente en formación que trabajan en Europa y Norteamérica. Sus respuestas no son idénticas. En conjunto describen una tecnología que se acerca a la inclusión por defecto en obra nueva en Europa, mientras que en Norteamérica todavía pasa de proyectos piloto a una adopción estratégica.

Por qué el CO₂ entrega un calor diferente

El atractivo del CO₂ como fuente de calor no es teórico. En un ciclo transcrítico, el enfriador de gas disipa el calor a lo largo de un deslizamiento de temperatura en lugar de en un único punto de condensación, lo que significa que el fluido de trabajo sale del enfriador más caliente de lo que saldría de un condensador de HFC. Lo que eso supone en instalaciones reales queda documentado por cuatro fabricantes en este análisis de mercado.

Jeffrey Gingras, Chief Growth Officer de Evapco Systems LMP en Laval, Quebec, ofrece el gradiente más explícito: «en operación comercial, los sistemas de CO₂ pueden entregar de forma fiable temperaturas de agua en el rango de 35–45 °C en la mayoría de las condiciones, 50–60 °C con un diseño y unos controles adecuados, y hasta 60–70 °C cuando se prioriza la recuperación de calor». En comparación, señala Gingras, los sistemas de HFC están «en gran medida limitados a la recuperación de calor de baja calidad», con rendimientos típicos de 30–40 °C sin penalización de eficiencia. Gingras apunta además que la recuperación de calor funciona en ambos sentidos: una estrategia de recuperación optimizada aporta un beneficio de subenfriamiento medible, que mejora la eficiencia del enfriador de gas y reduce la carga del compresor.

La experiencia de Modine coincide con la parte alta de ese rango. «En instalaciones transcríticas de CO₂ reales, no de laboratorio, se alcanzan de forma fiable temperaturas de agua recuperada de 60–70 °C, con temperaturas más altas posibles a corto plazo según la configuración del sistema», afirma Umberto Di Barbora, Global Refrigeration Coolers Product and Marketing Director de Modine. La implicación, en sus palabras, es que el calor recuperado permite «producir ACS de forma directa sin bombas de calor de refuerzo» y «sustituir directamente calderas de gas en muchos entornos comerciales e industriales».

Andre Patenaude, Director de Desarrollo de Negocio y Estrategia de Soluciones de Copeland, sitúa los sistemas de centrales más arriba: 60–88 °C en centrales booster de CO₂ y 35–60 °C en unidades condensadoras scroll de CO₂. Patenaude expone la diferencia técnica con claridad: «a diferencia de los sistemas de HFC, la refrigeración por CO₂ permite un aprovechamiento real del calor recuperado, lo que la convierte en una posible fuente de energía primaria».

Massimiliano Sfragara, Product Management Director de Enex Technologies, lleva el límite más lejos. El agua recuperada a 80–90 °C, afirma, es alcanzable según el tipo de unidad. Esa temperatura abre aplicaciones fuera del retail alimentario. Sfragara cita las bodegas, donde el agua caliente recuperada a 80 °C se emplea para limpiar los depósitos de vino, sustituyendo calderas de combustible fósil en una etapa del proceso que de otro modo es difícil de electrificar de forma limpia.

La conclusión acumulada es que el CO₂ saca la recuperación de calor de la categoría de precalentamiento, donde operan los HFC, y la lleva al terreno de la sustitución directa del quemador. Ese salto cualitativo es lo que hace viable el modelo del núcleo energético integrado.

De una función a muchas

El uso que se le da al calor recuperado se ha ampliado de forma constante. Sergio Girotto, fundador y presidente honorario de Enex Technologies y uno de los primeros desarrolladores de la refrigeración por CO₂, describe la jerarquía en el parque instalado de Enex: «Primero viene el agua caliente sanitaria. Lo segundo es la calefacción, alrededor del 50 por ciento. La refrigeración en verano se usa con menos frecuencia. Es una pena, porque gracias al eyector puede implementarse de una forma que la hace muy rentable». La exportación de calor a redes de distrito sigue siendo rara en el sur de Europa; Girotto señala que Enex lo ha hecho en proyectos en Finlandia, donde la infraestructura de calefacción de distrito es densa.

El extremo más pequeño del espectro de casos de uso quizá sea el más revelador. En Irún, España, una tienda de conveniencia de 100 metros cuadrados cubre toda su carga de refrigeración y calefacción con una única unidad condensadora Panasonic iCO2RE OCU-CRC150A08-D (15 kW MT). Según Piotr Jabłoński, Senior Product Manager Refrigeration Europe de Panasonic Heating & Cooling Solutions Europe, el calor recuperado del circuito de R744 alimenta directamente un casete de calefacción DX, lo que elimina la necesidad de un sistema de calefacción independiente en la tienda. «La recuperación de calor de la unidad de refrigeración es una fuente de calefacción primaria, que permite que la tienda funcione sin un sistema de calefacción adicional», afirma Jabłoński.

A mayor escala, el mismo principio funciona mediante la agregación. La Cuisine Centrale de Puellemontier, en Francia, una cocina central que produce 5.000 comidas al día, utiliza dos unidades condensadoras Panasonic iCO2RE OCU-CR1000 en paralelo, con una tercera unidad (OCU-CR400) para una cámara de congelación. El calor recuperado de las unidades de media temperatura precalienta unos 524 litros por hora de agua caliente sanitaria a 55 °C, con un promedio anual de 2.871 litros al día para la cocina. Jabłoński describe el resultado como una «recuperación de calor sustancial y estable» en una arquitectura de CO₂ descentralizada.

La Cuisine Centrale de Puellemontier, en Francia. Fuente: Panasonic Heating & Cooling Solutions Europe

El operador alemán de distribución mayorista de alimentación METRO ha llevado la integración más lejos. En su nueva tienda de Hamburg-Rahlstedt, inaugurada el 11 de noviembre de 2025, el calor recuperado es la única fuente de calefacción por suelo radiante, sin bomba de calor ni respaldo de combustible fósil. «En las nuevas aperturas de tienda como Hamburgo, la recuperación de calor es la única fuente para la calefacción por suelo radiante: ni bomba de calor, ni fuentes fósiles», afirma Olaf Schulze, Vicepresidente de Gestión Energética de METRO Properties Holding GmbH en Düsseldorf. La misma arquitectura está prevista para la nueva tienda METRO de Düsseldorf-Ulmenstraße, cuya apertura está prevista para 2027. En MAKRO Opole, en Polonia, el calor recuperado se utiliza todo el año para precalentar el agua de los lavavajillas industriales, lo que responde a la cuestión estacional de qué hace la recuperación de calor cuando no se necesita calefacción.

Hamburg-Rahlstedt, METRO Deutschland. Fuente: METRO

En Norteamérica el panorama se define con más nitidez en torno a Canadá, donde los climas anuales más fríos implican una temporada de calefacción más larga. Andre Patenaude informa de que los equipos de servicio de campo de Copeland en Norteamérica observan que «una abrumadora mayoría de los minoristas canadienses que usan CO₂ como refrigerante también lo aprovechan para la calefacción de espacios», con una adopción cercana al 95 por ciento de los minoristas de CO₂. Son habituales tres arquitecturas de integración: recuperación directa del calor del gas de descarga hacia una unidad de cubierta, un circuito de glicol que conecta la central de CO₂ con una o varias unidades de cubierta, y el precalentamiento de agua caliente mediante intercambiadores en la central que alimentan depósitos de acumulación.

La Smart Store se sitúa en el extremo superior del espectro de integración. A lo largo de dos años de operación, según informa Hans Ole Matthiesen, Senior Director, Global ADC de Danfoss A/S, el calor recuperado ha cubierto el 100 por ciento de la demanda de calefacción de la tienda y de un edificio de laboratorio adyacente, con dos tercios destinados a la tienda y un tercio al laboratorio. Los 36 MWh exportados a la red de distrito local representan solo el excedente durante los meses más cálidos. «En 2025 solo vendimos calor en los periodos cálidos, pero nos estamos preparando para exportar calor en función de las señales de precio en el futuro», afirma Matthiesen.

Smart Store ADC, Nordborg: calor recuperado mensual, demanda cubierta in situ y calor exportado a la red de distrito, 2025. Fuente: Danfoss A/S.

Cuándo funciona realmente el caso de inversión

La recuperación de calor añade un coste incremental a un sistema booster de CO₂. Tres estimaciones independientes de fabricantes sitúan ese incremento en torno al 5–10 por ciento. Lo que sigue a partir de ahí depende de los costes locales de calefacción, el clima, las horas de funcionamiento y del uso que se dé al calor recuperado.

Las amortizaciones más rápidas proceden del mercado europeo, donde los precios actuales del gas y un impulso regulatorio hacia la descarbonización inclinan la balanza. Andre Patenaude informa de que las unidades condensadoras scroll de CO₂ de Copeland con el módulo de recuperación de calor vendidas en Europa logran por lo general la amortización en un plazo de entre 0,8 y 2,5 años, según el tamaño del sistema y la capacidad de calefacción. Los sistemas de mayor tamaño se amortizan más rápido porque su capacidad de calor recuperable es mayor.

Massimiliano Sfragara ofrece un orden de magnitud similar: un coste incremental del 5–10 por ciento y una amortización inferior a dos años cuando el calor recuperado sustituye a una caldera de combustible fósil. La cifra exacta depende de los precios locales del combustible.

El rango de Modine es más amplio y explícitamente regional. «Dados los precios actuales de la energía y las presiones por las emisiones de carbono, son realistas plazos de amortización de 2–5 años cuando el calor sustituye a calderas de combustible fósil» en Europa, afirma Di Barbora. En Norteamérica las amortizaciones son más largas, normalmente de 4–7 años, «lo que refleja unos precios del gas más bajos y unos marcos de incentivos desiguales, aunque programas estatales como el CARB FRIP en California están acortando el retorno en mercados concretos».

Un caso comercial documentado se sitúa dentro de ese rango. La instalación de la Cuisine Centrale de Puellemontier, con 30 kW de capacidad de recuperación de calor procedente de dos unidades de CO₂ de media temperatura, alcanzó la amortización en dos años y dos meses sin subvenciones, calculada sobre 310 días de operación al año a ocho horas diarias.

La Smart Store ofrece un panorama financiero más complejo, porque parte del calor se vende en lugar de consumirse in situ. Hans Ole Matthiesen describe una asimetría estructural en el mercado danés de calefacción de distrito: «en nuestra red local hay una gran diferencia entre el precio de un MWh de calor vendido (~32 €) y el de un MWh de calor comprado (~100 €)». A lo largo de dos años, la Smart Store exportó 36 MWh a la red de distrito local mientras ahorraba cerca de 8.800 € en calor que no tuvo que comprar. El aumento del consumo eléctrico de la central para entregar ese calor fue marginal. Matthiesen es directo respecto al modelo de negocio: «vender calor tiene sentido si la conexión a la red ya existe y si el calor recuperado se obtiene a un coste escaso o nulo».

La visión independiente matiza las cifras de amortización más llamativas. Jonas Schoenenberger, Head of Research and Development de Frigo-Consulting Ltd. en Berna, Suiza, enmarca las variables que deciden el resultado: «los factores clave de decisión son las horas anuales de funcionamiento, la simultaneidad de la demanda de calefacción y refrigeración, las temperaturas de retorno alcanzables y la proporción del calor recuperado que puede aprovecharse in situ». Schoenenberger argumenta en contra de las suposiciones generales en cualquier dirección. «Un modelo de simulación específico del proyecto que evalúe la carga de refrigeración, la demanda de calor y los datos climáticos locales ofrece una base mucho más fiable para la toma de decisiones que las estimaciones subjetivas».

Dónde falla de verdad

La tecnología es madura; los fallos se concentran en otro punto. A lo largo de las entrevistas que sustentan este artículo se repiten cuatro barreras.

La primera es una corrección técnica a un énfasis habitual del marketing. Los fabricantes tienden a publicitar las altas temperaturas de impulsión que pueden entregar los sistemas de CO₂. Schoenenberger insiste en que la restricción determinante está en el otro lado del circuito. «El factor más crítico es la temperatura del agua de retorno del circuito de calefacción. Si las temperaturas de retorno son más altas de lo previsto en el diseño, la capacidad y la eficiencia de recuperación de calor disponibles caen de inmediato». Sfragara confirma el mismo efecto desde el lado de las bombas de calor de la gama de Enex: «un reto al que nos enfrentamos en las bombas de calor de CO₂ es la alta temperatura de retorno del agua caliente, que reduce la eficiencia del ciclo de CO₂». Dos voces independientes, un consultor y un fabricante, señalan el mismo cuello de botella físico. La experiencia de puesta en marcha de Evapco apunta en la misma dirección: el motivo más habitual de que una instalación de recuperación de calor rinda por debajo de lo previsto, según Gingras, no es la falta de calor, sino unos controles que no priorizan la recuperación frente a las demandas de calefacción, agua caliente y deshumidificación del edificio.

La segunda barrera es organizativa. Los instaladores de refrigeración y los proyectistas de climatización proceden de disciplinas distintas y rara vez comparten una visión de sistema. Girotto define la brecha con precisión: «el equipo de “refrigeración” da por sentado que el equipo de “climatización” entiende cómo funcionan los sistemas de CO₂, por ejemplo el deslizamiento de temperatura en operación transcrítica y su impacto en el circuito, o puede que no sean conscientes de la variabilidad de la carga térmica y del calor recuperable». Di Barbora llega a una conclusión similar a partir de la experiencia de puesta en marcha de Modine: «desde el punto de vista tecnológico, el cuello de botella rara vez es el CO₂; es la falta de una mentalidad de sistema energético compartida».

Esa brecha no es solo una cuestión de diseño; reaparece en el campo. Trevor Matthews, fundador de la empresa independiente de formación Refrigeration Mentor, forma a técnicos de CO₂ desde 2015. La recuperación de calor, afirma, eleva con fuerza la exigencia de competencias, porque «el sistema de refrigeración pasa a formar parte de la estrategia energética global del edificio», y el técnico debe manejar a la vez refrigeración, interacción con la climatización, hidráulica, lógica de recuperación y controles. La mayoría de los casos de bajo rendimiento de la recuperación de calor, según su experiencia, son humanos más que mecánicos: «muchos problemas se remontan a la puesta en marcha, la configuración de los controles, la ubicación de los sensores, las secuencias de operación, la falta de coordinación entre gremios o simplemente la falta de formación y experiencia». Una tienda con escasez de calor recuperado en invierno rara vez tiene un fallo de hardware; la causa suele ser una configuración de control errónea, una recuperación que nunca se priorizó, problemas de caudal de glicol o una mala coordinación en el arranque. También apunta a una fragmentación estructural, con la instalación, la puesta en marcha, los controles y el mantenimiento repartidos entre distintos contratistas y sin que ninguna parte asuma el rendimiento del sistema de principio a fin.

La curva de aprendizaje se ralentiza además por dos frentes. Los fabricantes, observa Matthews, no siempre documentan por completo sus estrategias de control, lo que obliga a los técnicos a «leer entre líneas, aprender mediante la experiencia o asistir a programas de formación muy específicos del fabricante» para entender cómo se supone que debe operar un sistema. Y la competencia no se adquiere con rapidez: un técnico con bases sólidas necesita uno o dos años para sentirse seguro con un booster de CO₂ estándar, y bastante más para la integración completa de la recuperación de calor. La curva también es regional. Los técnicos de Canadá llevan décadas practicando la recuperación de calor en sistemas de HFC y parten con una ventaja de la que carecen los mercados sin esa trayectoria.

La tercera barrera aparece específicamente en las reformas. Las tiendas nuevas pueden diseñarse en torno al calor recuperado desde el principio; las tiendas existentes arrastran una infraestructura de climatización dimensionada para una fuente térmica distinta. «En las tiendas existentes vemos un conflicto con el dimensionamiento del sistema de calefacción convencional ya instalado», informa Olaf Schulze. La solución a veces es operativa más que mecánica. Tras la apertura de la Smart Store, el equipo de Matthiesen descubrió que el ingeniero de puesta en marcha había dejado la resistencia anticondensación de los muebles al 100 por cien, y que esa era la práctica habitual. Cambiar a una resistencia anticondensación adaptativa controlada por humedad redujo el consumo energético de los compresores y muebles de baja temperatura en un 32 por ciento de un día para otro. La lección, en palabras de Matthiesen, tenía que ver con la competencia en la puesta en marcha, no con el equipo.

La cuarta barrera es contractual. Schoenenberger destaca una reticencia estructural entre los minoristas a comprometerse con acuerdos de suministro de calor a largo plazo con terceros, incluso cuando el caso técnico es favorable. Los esquemas que implican a múltiples partes, estructuras jurídicas complejas o compradores externos de calor afrontan una fricción adicional. «En la práctica, las estructuras de propiedad y de partes interesadas más sencillas tienden a favorecer una implantación más amplia», afirma Schoenenberger.

Perspectiva

Dos fabricantes y un consultor coinciden en que la trayectoria europea tiende hacia la estandarización en un plazo de tres a cinco años. «En 3–5 años, es probable que la recuperación de calor se convierta en un “estándar de facto” en las nuevas instalaciones de CO₂ del retail alimentario», afirma Di Barbora, que cita como aceleradores la reducción progresiva de los HFC del Reglamento de gases fluorados de la UE, las posibles restricciones a los PFAS que afectan a los HFO y la información del CSRD. Schoenenberger añade que en Suiza la regulación ya obliga a los operadores a aprovechar el calor residual cuando es económicamente viable, y que los mercados de Europa del Este muestran una gran apertura a la tecnología incluso sin marcos regulatorios comparables.

Hay, no obstante, una discrepancia útil sobre si lo «estándar» llegará a ser «obligatorio». Sfragara se muestra escéptico: «no creemos que vaya a ser obligatorio, pero puede impulsarse con esquemas de incentivos». Esa distinción importa. Un mercado puede alcanzar una adopción prácticamente universal a través de la economía y de los estándares de compra, sin imposición legal.

El camino de Norteamérica se perfila de otro modo. Andre Patenaude apunta a las normas de eficiencia energética de edificios Title 24 de California, que ya obligan a la recuperación de calor en los sistemas de refrigeración con independencia del refrigerante, y espera que le sigan otros estados con objetivos climáticos comparables. Modine destaca el CARB FRIP como un programa que ya acorta las amortizaciones en mercados concretos. La dirección a nivel federal es más difícil de predecir.

La regulación marca el ritmo; la mano de obra marca el techo. Matthews señala la integración de sistemas y los controles como la brecha de competencias que el sector más necesita cerrar a medida que la recuperación de calor se vuelve una práctica habitual. Cerrarla, en su opinión, es una responsabilidad compartida de fabricantes, contratistas y organizaciones de formación por igual.

Para los minoristas que sopesan la cuestión ahora, el consultor de este artículo da una respuesta directa. «En la mayoría de las aplicaciones del retail alimentario, nuestra respuesta honesta sería que sí», afirma Schoenenberger, sobre si merece la pena pagar el coste adicional de la recuperación de calor.

La idea de fondo procede de Modine. «A medida que la adopción del CO₂ se amplía, el valor real ya no está solo en la elección del refrigerante; está en la eficiencia con que el calor recuperado se integra en el sistema energético global del edificio».