PROYECTOS
CAPTURA DE CO2
CAPTURA DE CO2
Cuando se queman combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas) o biomasa en la industria o en las centrales de producción eléctrica, se generan gases de combustión que contienen una serie de compuestos que de forma genércia se puede decir que tienen un efecto nocivo para las personas y el medio ambiente . Por eso decimos que estos gases son contaminantes. Los principales componentes de estos gases de combustión son el dióxido de carbono (CO2), los óxidos de nitrógeno (NOx), los óxidos de azufre (SOx) y las partículas de polvo (cenizas). Para evitar esto, la industria ha ido desarrollando a lo largo de los años diferentes equipos que buscan retener y eliminar cada tipología de contaminante que encontramos en los gases de combustión. Por ejemplo, los filtros electrostáticos retienen las cenizas volantes, las desulfuradoras los compuestos con azufre, etc.
Las tecnologías de captura de CO2 buscan separar y retener este CO2 de la corriente de gases. El dióxido de carbono (CO2) se genera en las reacciones de oxidación total de la molécula de carbono de los combustibles de base orgánica:
combustible (C, S, N, O, H) + aire (O2 y N2) CO2 + NOx+ SOx+ partículas. + O2+ vapor + calor
De forma simplificada y sin tener en cuenta las tecnologías de captura de CO2 directa del aire, se pueden clasificar el conjunto de procesos encaminados a capturar el CO2 en tres tipos de tecnologías: pre-combustión, post-combustion y oxicombustión. Todas ellas son conocidas como tecnologías de captura de CO2 (CAC). Cuando, además, ese CO2 capturado se transporta en tubería para almacenarlo o usarlo en otro lugar, la tecnología se denomina captura, transporte, almacenamiento y usos y transformación del CO2 (tecnologías CAUC).
La captura de CO2 por oxicombustión consiste en realizar la combustión de una manera novedosa, de tal forma que la retención posterior del CO2, presente en los gases contaminantes, resulte más sencilla y eficiente. En la oxicombustión el combustible se quema con oxígeno puro (99% de O2) en lugar de con aire (mezcla de 21% de O2 y 79% de N2). De esta manera, se puede capturar el CO2 de una forma más eficiente al estar más concentrado así como se disminuye sustancialmente la generación de los contaminantes derivados del nitrógeno (NOx). Como la combustión que se realiza en presencia sólo de oxígeno puro produciría unas temperaturas demasiado elevadas para los materiales que componen las calderas, se recirculan a la caldera parte de los gases de combustión para atemperar y controlar la temperatura de combustión.
Las tecnologías de captura de CO2 por oxicombustión han sido las menos desarrolladas por la industria y, por ello, desde su origen, CIUDEN ha centrado su actividad de investigación y desarrollo tecnológico en esta vía. A continuación, se encuentran los enlaces a los proyectos en los que se ha participado a lo largo de estos años de vida del Centro:
Una vez que se ha conseguido mediante oxicombustión que la corriente de gases tenga una alta concentración en CO2 el siguiente paso para finalizar su captura consiste en la compresión, limpieza de trazas de impurezas (partículas, H2O, O2, N2, Ar, NOx y SOx) y licuefacción para así poder almacenar ese CO2 en tanques previamente a su inyección en tubería, llamada ceoducto, hacia otros usos. La unidad donde se realizan estos procesos se denomina <enlace a 1.1.5.3.”Unidad de Compresión y Purificación del CO2 (CPU).
Los proyectos donde se ha investigado en CIUDEN la cadena de valor completa de la tecnología de captura de CO2 hasta sus condiciones de almacenamiento han sido:
La captura de CO2 por post-combustión se consigue añadiendo un conjunto de equipos después de las calderas/combustores que, según diversos procesos de absorción o adsorción, consiguen retener el CO2. En este caso, la combustión del combustible se hace de la manera convencional, esto es, con aire.
Esta tecnología ha sido la más estudiada por los centros de investigación y desarrollada por los fabricantes de equipos, hasta tal punto que se pueden encontrar unidades comerciales en el mercado. Actualmente, centros de I+D de fabricantes trabajan para optimizar y abaratar los costes de esta tecnología y para buscar nuevos materiales de retención del CO2: absorbentes (líquidos) y adsorbentes (sólidos).
Así, CIUDEN ha participado en un proyecto colaborativo de I+D de tecnología de post-combustión donde se hicieron pruebas con un diseño de reactor mejorado y formulaciones novedosas de materiales adsorbentes (ASC2).
El proyecto BioNETZero, acrónimo del inglés: “Integrated oxy-combustion solutions for flexible, bio-based combined heat and power: A Negative Emissions Technology for a net-zero Europe”, es un proyecto de investigación financiado por el programa marco Horizon Europe de la Comisión Europea en la convocatoria de 2023 HORIZON-CL5-2023-D3-02.
El proyecto fue iniciado en mayo de 2024, con la reunión de lanzamiento del consorcio en la sede del coordinador en Trondheim (Noruega) y finalizará en abril de 2027. Duración total: 36 meses.
Objetivo global del proyecto
Desarrollo de un conjunto de tecnologías y conceptos novedosos de captura de CO2 por oxicombustión y evaluación de su aplicabilidad en distintas regiones de Europa. Con ello se permitirá avanzar en tecnologías de cogeneración y valorización de residuos y biomasa con emisiones casi nulas, sistemas bio-CHP (Combined Heat&Power).
El proyecto tiene como objetivos específicos avanzar en dos novedosas tecnologías de oxicombustión, Oxy-MILD (MILD: Moderate or Intense Low-O2 Dilution) y CLC (Chemical Looping Combustion), e impulsar una tercera tecnología ya más desarrollada que utiliza calderas de lecho fluido circulante oxy-CFB (en inglés, Circulating Fluidized Bed) como la que dispone CIUDEN en su Centro de Desarrollo de Tecnologías de Cubillos del Sil.
Se realizarán estudios regionales de residuos de biomasa local desde una perspectiva integral, abarcando aspectos no solo técnico-económicos sino también sociales y medioambientales. También se realizará modelado de las tecnologías de oxicombustión y pruebas a escala piloto.
El presupuesto total del consorcio para las actividades del proyecto asciende a 3.999.782,50 €, de los cuales CIUDEN participa con un presupuesto de 443.750 € financiado al 100% por la Comisión Europea.
Consorcio formado por ocho socios de cinco países: Noruega, Dinamarca, Polonia, Francia y España. El coordinador es el centro de investigación noruego SINTEF. Participan dos socios españoles en el proyecto: CSIC-INCAR de Oviedo (Asturias) y CIUDEN, Cubillos del Sil (León).
- Universidades
- Aalborg Univesity (Dinamarca)
- AGH Univesity of Science and Technology (Polonia)
- Silesian University of Technology (Polonia)
- Centros tecnológicos
- INCAR-CSIC (España)
- CIUDEN (España)
- SINTEF Energi AS (Noruega)
- Empresas
- Air Liquide (Francia)
- Veolia Energia Polska (Polonia)
En CIUDEN se estudiarán soluciones integradoras del suministro de oxígeno y del acondicionamiento de CO2, se aportarán experiencias previas en oxicombustión recabadas en los proyectos de investigación llevados a cabo en sus instalaciones del Centro de Desarrollo de Tecnologías de Cubillos del Sil entre los años 2011 y 2016 con la caldera de lecho fluido circulante (FLEXIBURN, OxyCFB 300 Compostilla y O2GEN), y se realizarán estudios tecno-económicos (TEA) y análisis del ciclo de vida (ACV).
Nombre del proyecto: To a Fair, Inclusive, Circular and Healthy cities: Valorisation of phosphogypsum wastes into commercial products through sustainable and circular processes.
Acrónimo: FIC-FIGHTERS.
Duración:. 48 meses. Inicio: 1 de junio 2024. Fin: 31 de mayo 2028
Organismo financiador/programa: 9º programa marco de I+D+i de la Comisión Europea Horizon Europe.
Objetivos principales: El proyecto pretende aportar una solución a uno de los problemas que tiene la industria a nivel mundial de la producción de ácido fosfórico (H3PO4) para la fabricación de fertilizantes, ya que genera como subproducto el fosfoyeso, que es un residuo, en grandes cantidades, cuyo almacenamiento es problemático, ya que puede liberar cantidades significativas de impurezas tóxicas. Así, el objetivo general del proyecto FIC-FIGHTERS es demostrar la viabilidad de un proceso industrial a gran escala como solución circular y sistémica para la regeneración de siete pilas de fosfoyeso ubicadas en distintos emplazamientos de Europa, tratando de aprovechar este subproducto en 5 sectores económicos diferentes: baterías, embalajes, construcción, detergentes y fertilizantes.
Web del proyecto: https://fic-fighters.eu/
LinkedIn: https://www.linkedin.com/company/ficfighters/
X: https://x.com/FICFighters
Instagram: https://www.instagram.com/ficfighters/
Este proyecto tiene un presupuesto aproximado de 10 M€, a desarrollar entre los años 2024 y 2028.
Se trata de una iniciativa internacional, cuyo consorcio lo componen 26 entidades de 12 países diferentes, y con distintos perfiles como el académico, el industrial y el social, entre otros:
- IDENER RESEARCH & DEVELOPMENT, AGRUPACIÓN DE INTERÉS ECONÓMICO, Sevilla, España, coordinador del proyecto.
- UNIVERSIDAD DE SEVILLA, España.
- MAGTEL OPERACIONES SL, Córdoba, España.
- THARSIS MINING SOCIEDAD LIMITADA, Huelva, España.
- ABO AKADEMI, Finlandia.
- GRADEZEN INSTITUT MAKEDONIJA AD SKOPJE, Macedonia del Norte.
- POLITECHNIKA WROCLAWSKA, Polonia.
- UNIVERSITY OF NOVI SAD FACULTY OF SCIENCES, Serbia.
- CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE, Italia.
- STUDIECENTRUM VOOR KERNENERGIE/CENTRE D’ETUDE DE L’ENERGIE NUCLÉAIRE (SCK CEN), Bruselas, Bélgica.
- PREHNIT D.O.O., Croacia.
- CAPTURACO2 S.L., España.
- ASSOCIATION POUR LA RECHERCHE ET LEDEVELOPPEMENT D’INNOVATIONS ET DETECHNOLOGIES POUR LA PROTECTION DEL’HERITAGE ENVIR, Francia.
- FEDERATION EUROPEENNE DES GEOLOGUES, Bruselas, Bélgica.
- UNIVERSIDAD DE HUELVA, España.
- ASISTENCIAS TECNICAS CLAVE SL, Sevilla, España.
- PERSAN S.A., Sevilla, España.
- CEMENTOS LA CRUZ, S.L., Murcia, España.
- AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS, M.P. (CSIC) Madrid, España.
- LECTA SA, Luxemburgo.
- FRAUNHOFER- GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V., Munich, Alemania.
- ALDA – ASSOCIATION EUROPEENNE POUR LA DEMOCRATIE LOCALE, Estrasburgo, Francia.
- CHRISTEYNS NV, Gante, Bélgica.
- FUNDACION CIUDAD DE LA ENERGIA, León, España.
- MUNICIPIO DO BARREIRO, Barreiro, Portugal.
- MUNICIPALITY OF KAVADARCI, Macedonia del Norte.
Entre las tareas de CIUDEN en el proyecto, se encuentra la de mejorar el procedimiento de carbonatación del fosfoyeso con gases industriales que contienen gran cantidad de CO2.
Para ello se realizará una selección de los gases a utilizar, se sintetizarán gases de diferentes procesos estudiando el caudal, la presión y la composición del gas para seleccionar las corrientes más adecuadas para la carbonatación, y así finalmente estudiar la carbonatación de la katoita en un banco de pruebas de laboratorio que se construirá en el Centro de Desarrollo de Tecnologías de Cubillos del Sil.