¿Cómo podemos quemar gas natural sin liberar CO2 al aire? Esta hazaña se logra utilizando un método de combustión especial que TU Wien ha estado investigando durante años:la combustión en bucle químico (CLC). En este proceso, El CO2 se puede aislar durante la combustión sin tener que utilizar ninguna energía adicional, lo que significa que luego se puede almacenar. Esto evita que se libere a la atmósfera.

El método ya se había aplicado con éxito en una instalación de prueba con una potencia de combustible de 100 kW. Un proyecto de investigación internacional ahora ha logrado aumentar significativamente la escala de la tecnología, creando así todas las condiciones necesarias para permitir la construcción de una instalación de demostración completamente funcional en la gama de 10 MW.

Aislar el CO2 de otros gases de combustión

Es mucho más limpio quemar gas natural que quemar petróleo crudo o carbón. Sin embargo, el gas natural tiene la enorme desventaja de que genera CO2 durante la combustión, que tiene un efecto perjudicial sobre el clima. El CO2 suele formar parte de la mezcla de gases de combustión, junto con nitrógeno, vapor de agua y otras sustancias. En esta forma mixta, el CO2 no se puede almacenar ni reciclar de forma viable.

"En las instalaciones con las que estamos trabajando, sin embargo, el proceso de combustión es fundamentalmente diferente, "explica Stefan Penthor del Instituto de Ingeniería Química de TU Wien." Con nuestro método de combustión, el gas natural no entra en contacto con el aire en absoluto, porque dividimos el proceso en dos cámaras separadas ".

Un granulado hecho de óxido metálico circula entre las dos cámaras y es responsable de transportar oxígeno del aire al combustible:"Bombeamos aire a través de una cámara, donde las partículas absorben oxígeno. Luego pasan a la segunda cámara, que tiene gas natural fluyendo a través de él. Aquí es donde se libera el oxígeno, y luego donde tiene lugar la combustión sin llama, produciendo CO2 y vapor de agua, "explica Penthor.

La separación en dos cámaras significa que también hay dos corrientes de gas de combustión separadas de las que lidiar:el aire con una concentración reducida de oxígeno se descarga de una cámara, vapor de agua y CO2 del otro. El vapor de agua se puede separar con bastante facilidad, dejando CO2 casi puro, que se puede almacenar o utilizar en otras aplicaciones técnicas. "El almacenamiento subterráneo a gran escala de CO2 en antiguos reservorios de gas natural podría ser muy significativo en el futuro, ", cree Stefan Penthor. El Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) de las Naciones Unidas también ve el almacenamiento subterráneo de CO2 como un componente esencial de cualquier política climática futura. Sin embargo, El CO2 solo se puede almacenar si se ha separado lo más puro posible, tal como ocurre con el nuevo método de combustión CLC.

Al separar las dos corrientes de gases de combustión, ya no es necesario depurar el CO2 de los gases de combustión, ahorrando así una gran cantidad de energía. A pesar de todo, la electricidad se genera de la forma habitual y la cantidad de energía liberada es exactamente la misma que se produce al quemar gas natural de forma convencional.

Ampliado con éxito

Han pasado varios años desde que TU Wien pudo demostrar por primera vez en una instalación de prueba que el método de combustión CLC funciona. Ahora el gran desafío era rediseñar el proceso para que pudiera trasladarse a instalaciones a gran escala que también fueran económicamente viables. No solo se tuvo que revisar todo el diseño de la instalación, También se tuvieron que desarrollar nuevos métodos de producción para las partículas de óxido metálico. "Se necesitan muchas toneladas de estas partículas para una instalación grande, por lo que la viabilidad económica del concepto depende en gran medida de poder producirlos fácilmente y con un grado de calidad suficientemente alto, "dice Stefan Penthor.

El proyecto de investigación SUCCESS lleva tres años y medio trabajando en temas como este. TU Wien ha coordinado el proyecto, con la participación de 16 establecimientos asociados de toda Europa, y entre ellos, el grupo ha logrado resolver todas las cuestiones técnicas importantes. El diseño revisado de la instalación se basó en dos patentes de tecnología de lecho fluidizado propiedad de TU Wien. "Hemos alcanzado nuestro objetivo:hemos desarrollado la tecnología a tal grado que el trabajo en una instalación de demostración en el rango de 10 MW puede comenzar en cualquier momento, "dice Stefan Penthor. Sin embargo, ese próximo paso no es uno para los institutos de investigación; lo que se necesita ahora son inversores públicos o privados. El éxito de la tecnología también dependerá de la voluntad política y de las condiciones imperantes dentro de la industria energética del futuro. Adicionalmente, este próximo paso también es importante porque es la única forma de adquirir la experiencia necesaria para poder utilizar la tecnología a escala industrial a largo plazo.

Mientras tanto, El equipo de investigación de TU Wien ya se ha fijado en su próximo objetivo científico:"Queremos seguir desarrollando el método para que pueda quemar no solo gas natural, pero biomasa también, "dice Penthor." Si la biomasa se quemara y el CO2 se separara, no solo sería un proceso neutro en CO2, incluso reduciría la cantidad total de CO2 en el aire. De modo que podría producir energía y hacer algo bueno para el clima global al mismo tiempo ".