La combustión con bucle químico para instalaciones gaseosas neutras en CO2

Un equipo de científicos ha logrado aumentar la escala de un método de combustión de gases novedoso que evita la necesidad de utilizar costosas técnicas de separación de gases. El nuevo método supone penalizaciones asociadas a la eficiencia de gas a vapor muy inferiores a las de las tecnologías de captación de CO2, así como los costes en los que se incurre por evitar las emisiones de CO2, que son un 60 % menores en comparación con la depuración de aminas. El consorcio ya se ha propuesto ampliar su aplicación a la combustión de biomasa.

A pesar de que los métodos de combustión de gas natural son menos contaminantes que los métodos de combustión de crudo o carbón, igualmente producen CO2 como parte de una mezcla de gases de combustión, que incluyen nitrógeno, vapor de agua y otras sustancias.

De esta forma, el CO2 no puede almacenarse o reciclarse. En vistas de ello, unos científicos financiados dentro del marco del proyecto SUCCESS (Industrial steam generation with 100 % carbon capture and insignificant efficiency penalty — Scale-Up of oxygen Carrier for Chemical-looping combustion using Environmentally SuStainable materials) se propusieron desarrollar un método de combustión alternativo viable basado en la «combustión en bucle químico» (Chemical looping combustion, CLC).

¿Por qué la CLC es una solución tan eficaz para la captación y almacenamiento de carbono?

La mayor ventaja de la tecnología de CLC es el hecho de que el aire y el combustible no se mezclan, mientras que es posible evitar la etapa de separación de gases (separar CO2 de la corriente de gases de escape), que consume mucha energía, muy común en otras tecnologías de captación de carbono. Así es posible disminuir significativamente las penalizaciones energéticas asociadas a la separación del CO2.

¿Qué papel ha desempeñado SUCCESS en su ulterior desarrollo?

El proyecto SUCCESS se centró en los dos aspectos más importantes de la tecnología: mayor escala de producción del portador de oxígeno y del diseño del sistema reactor. El principal objetivo del proyecto fue la puesta a punto de la tecnología de CLC para su demostración en el intervalo de potencia de consumo de energía de 10 MW. Para ello, se aumentó la escala de los procesos de producción del material portador de oxígeno a muchas toneladas producidas y se presentó un concepto de reactor adecuado al tamaño.

¿Cuáles fueron las principales dificultades encontradas en el proyecto y cómo se superaron?

Las principales dificultades se asociaron al aumento de la escala de producción del material portador de oxígeno, del laboratorio a una escala del orden de muchas toneladas. Ello incluye dos aspectos críticos: la identificación de la materia prima disponible a nivel industrial y el aumento de la escala del proceso de producción en sí mismo.

La producción a gran escala del material portador de oxígeno se lleva a cabo con materia prima con más impurezas que los productos químicos sin impurezas utilizados en el laboratorio. La dificultad consiste en identificar los impactos de estas impurezas en el producto final y seleccionar la materia prima más conveniente. Estos problemas se resolvieron en el transcurso del proyecto, y se aumentó la escala de producción del material, alcanzando las 3,5 toneladas.

La estrategia incluyó la optimización interactiva de la producción a gran escala, a saber, la retroinformación periódica desde las pruebas en las unidades piloto durante el proceso de aumento de la escala de producción. No obstante, existen más posibilidades de optimización del proceso de producción, que permitirán obtener materiales con mejor rendimiento.

¿Cuál fue el resultado de la etapa de validación?

Se obtuvieron muy buenos resultados en la etapa de validación. Los materiales producidos han sido probados en diferentes unidades piloto de 10 kW a 1 MW. Todas las unidades funcionaron con estos materiales. La comparación con materiales de referencia demostró que el rendimiento del material a mayor escala es similar al del material de referencia.

¿Qué han averiguado acerca del potencial de comercialización de la CLC?

El análisis técnico y económico de la tecnología demostró que las mayores posibilidades de la CLC para los combustibles gaseosos, como el gas natural o de refinería, es la producción de vapor industrial. También se comprendió la importancia que supone avanzar hacia la siguiente etapa (en el orden de 10 MW) para adquirir experiencia operativa de largo plazo con la tecnología de CLC.

¿Tienen algún plan de continuidad?

Los resultados del proyecto indican que la tecnología está preparada para la demostración en la siguiente escala. No obstante, aún no se dispone de planes de continuidad específicos para los proyectos de demostración.

Sería también muy interesante desarrollar la tecnología de CLC para utilizar la biomasa en la producción de energía con emisiones por debajo de cero. Dado el presupuesto restante asociado al carbono para un aumento por debajo de los 2 °C, la bioenergía con captura y almacenamiento de carbono es cada vez más importante, aspecto también señalado en el último informe de evaluación del IPCC. Consideramos así que la CLC podría ser de gran utilidad en este campo.

SUCCESS
Financiado con arreglo a FP7-ENERGY
Página del proyecto en CORDIS

fecha de la última modificación: 2017-08-09 17:15:01
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