A la búsqueda del carbón limpio

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Suena a película de ciencia-ficción, pero
el secuestro o captura y entierro del CO2
es, según todos los expertos, una de las tecnologías
energéticas clave para conseguir
una atmósfera menos cargada de carbono
en el futuro y un mundo menos proclive al
cambio climático. Sin embargo, a pesar
de figurar en todas las quinielas del futuro
energético, hoy por hoy, sigue siendo una
tecnología sindemostrar: los científicos creen
que funcionará, pero a pesar de ciertos progresos
en algunas de sus fases por separado,
nadie se ha arriesgado aún a probarla
en su totalidad a gran escala.

El centro de desarrollo de tecnología
de captura del CO2 de Cubillos de Sil
(León), supone el primer paso de un largo
recorrido, pero un primer paso rotundo en
el panorama español: será una de las dos
plantas que utilice el sistema de oxicombustión
en toda Europa. Una apuesta clara
por una tecnología capaz de convertir en
realidad una paradoja: conseguir que la
combustión del carbón se produzca de
una forma limpia, y permitir así que el uso
de combustibles fósiles siga apareciendo
en la cartera de recursos energéticos,
mientras se produce la transición hacia las
energías renovables, la eficiencia energética
y las alternativas limpias.

Conjunto de tecnologías

En realidad, el proceso de captura y almacenamiento
de CO2 (denominado CAC)
es un conjunto de tecnologías que abarca
procesos distintos: la captura del CO2
que se emite en una central termoeléctrica,
su comprensión en líquido para convertirlo
en un elemento transportable, su
traslado a través de conductos bajo tierra
similares a los utilizados por el gas o cisternas
y, finalmente, la inyección y el almacenamiento
en el subsuelo en un lugar
que posea las características geológicas
necesarias para que el carbono pueda
permanecer secuestrado durante millones
de años.

El centro de Cubillos del Sil, creado por
un mandato del Gobierno a través de la
Fundación Ciudad de la Energía (Ciuden)
para el desarrollo de tecnologías de uso
limpio del carbón, se especializará en la
primera, de momento, aunque también está
previsto que se avance en la fase de transporte
y almacenamiento en los próximos
años, a medida que se vaya demostrando
la viabilidad económica de la tecnología.

El uso de tecnologías CAC podría
suponer una reducción del 90% de las
emisiones de CO2 que se producen no
solo en una central termoeléctrica de carbón,
sino también del resto de las emisiones
que proceden de ámbitos industriales,
como refinerías, centrales petroquímicas,
cementeras o acerías y siderúrgicas. Las
emisiones de la industrial son, mundialmente,
una de las principales causantes
del almacenamiento del CO2 en la atmósfera,
y las CAC permitirían, de esta manera,
concentrarse en uno de los grandes puntos
de contaminación.

LAS DOS CALDERAS DEL CENTRO DE CAPTURA DE CO2 DE CUBILLOS DE SIL LA CONVIERTEN EN LA PLANTA DE CAPTURA DE OXICOMBUSTIÓN MÁS GRANDE DEL MUNDO

Aunque los grupos ecologistas tachan
a las CAC como una falsa esperanza y una
manera costosa de esconder la basura
bajo la alfombra, la realidad parece que
seguirá marcada por la predominancia de
una energía negra (los combustibles fósiles
como petróleo, carbón y gas) a la que
habrá que encontrar una forma de limpiarle
la cara.

En la actualidad, el 81% de la energía
mundial proviene de la quema de estos
tres recursos energéticos, mientras que
las energías renovables y la nuclear tan
solo cubren el 19% de la demanda. Los
expertos estiman que para 2050 la combinación
de energías renovables y nucleares
llegue al 35%, pero incluso entonces
el restante 65% todavía seguirá siendo
cubierto por los combustibles fósiles.

No obstante, antes de poder utilizar
combustibles fósiles de forma limpia, hay
que vencer distintos retos tecnológicos.
El primero, y uno de los mayores, se
encuentra en el primer tramo de la
cadena. El proceso de captura de CO2
es complicado técnicamente y, en la
actualidad, resulta el más costoso de todo
el proceso.Existen tres tipos de captura:
precombustión, poscombustión y oxicombustión.
Todas presentan ventajas e
inconvenientes varios.

En la precombustión, la captura se realiza
al producirse la quema de los gases,
en el lugar de su extracción, mediante un
proceso de gasificación de carbón que
permite obtener un gas de síntesis formado
por monóxido de carbono e hidrógeno, de
forma que este hidrógeno pueda almacenarse
para su posterior uso o aprovechado
para producir electricidad. La ventaja de
esta opción es que el CO2 se encuentra
relativamente concentrado y se pueden
emplear sistemas de separación más eficientes.
Pero sólo podría aplicarse en centrales
de nueva creación.

En la poscombustión, en cambio, el
CO2 se separa de los gases una vez que
ha sido expulsado. Los gases contienen
entonces una mayor cantidad de nitrógeno
que ha sido utilizado en la combustión y
se utiliza un proceso de absorción química.
Y, por último, la oxicombustión que tiene
lugar durante la combustión y que presenta
la particularidad de utilizar oxígeno y no
aire en la combustión. Esto hace que los
gases estén constituidos casi exclusivamente
por CO2 y vapor de agua que se
pueden separar de forma sencilla.

Consumo de energía


«En la oxicombustión el combustible se
quema en oxígeno puro diluido con gas de
combustión reciclado. Los resultados de
la combustión son agua, CO2 y algunas
impurezas (como dióxido de azufre). La
ventaja es que resulta muy simple eliminar
el CO2 del gas de combustión; simplemente
hay que condensar el agua. La desventaja
es, sin embargo, que separar el
oxígeno del aire es muy intenso energéticamente»,
explica Jeff Hardy, jefe de transferencia
tecnológica del Centro de
Investigación de Energía del Reino Unido
(UKERC). No en vano, separar el CO2
puede llegar a consumir, en algunos casos, el 15% de la energía producida en una planta eléctrica.

La planta de Cubillos del Sil, cuyas calderas llevan varios meses activas, es “la más grande del mundo en oxicombustión y una de las referencias mundiales en esta tecnología”, según afirma el director del programa de captura, Vicente Cortés.

Aunque existe otra planta de oxicombustión en Alemania, la de Cubillos del Sil, situada junto a la central de Compostilla de Endesa, para aprovechar sus instalaciones, cuenta con una doble caldera, una de carbón pulverizado, de 20 megavatios, y otra de lecho fluido circulante, de 30 megavatios. Estas “recogen las dos maneras en que se quema carbón en el mundo y que nos va a permitir comprobar en el mismo lugar, de forma paralela, viendo cómo funciona un día una y otro día la otra, las mejores técnicas para la oxicombustión. Es algo único y nos permitirá trabajar con todo tipo de carbones”, afirma Cortés.

En la parte del transporte el esfuerzo se centrará, sobre todo, en encontrar los mejores materiales y experimentar con la presión, temperatura y composición del CO2 capturado para ver cuáles son las condiciones idóneas para su traslado.

Y, por último, el almacenamiento consiste en inyectar el CO2 en formaciones geológicas que cuenten con la capacidad de garantizar su aislamiento seguro y su entierro durante millones de años. La inyección se ha de producir en profundidades superiores a los 800 metros porque a partir de entonces el CO2 ocupa un volumen 500 veces menor que en su superficie. Los científicos tratan de que el entierro del CO2 sea definitivo, es decir, que con el paso del tiempo reaccione químicamente con la roca hasta convertirse en mineral.

El proyecto es sin duda ambicioso: cuenta con una financiación de 128,4 millones de euros, gran parte proporcionados por la Unión Europea, una plantilla de medio centenar de personas y una superficie de 64.500 metros cuadrados en los que se expande el laberinto de tubos y hierros multicolores en el que se pondrán en marcha las técnicas pioneras en el sector.

“La planta tiene el objetivo de desarrollar tecnologías que están próximas al mercado y a las que solo les falta un pequeño salto para su comercialización, pero también para impulsar otras tecnologías emergentes que son muy interesantes y no están tan cerca de ser comercializadas”, explica Cortés. “Nuestro papel no está tanto en el I + D o el trabajo de laboratorio, que es importantísimo, sino en tomar los resultados obtenidos ahí y probarlo a escala de decenas de megavatios que permiten pasar luego a escala industrial con grandes garantías de éxito”, añade.

Cortés también ofrece un resumen de los problemas más importantes. “Los desafíos son la no disponibilidad de la tecnología hoy, no hay ninguna planta en el mundo que opere comercialmente. La necesidad de que las plantas industriales tengan equipos adicionales hará que la inversión sea más cara y los costes más elevados. La realidad es que, hoy por hoy, vemos como una constante que la energía limpia es más cara que la que no lo es, al menos hasta que se produzca una etapa de explotación comercial y se abaraten costes”, concluye.

Las fases del proyecto Compostilla

El proyecto Compostilla de investigación y desarrollo de tecnologías de CO2, en el que participarán Ciuden, la empresa Foster Wheeler, proveedora de tecnología, y Endesa, se aborda en dos fases:

Fase 1: Desarrollo tecnológico (2009-2012)

Captura del CO2: el pasado 16 de abril comenzaron a funcionar las calderas de carbón pulverizado del centro de Cubillos de Sil. El 21 de agosto lo hicieron las de lecho fluido circulante. Ambas tratan de demostrar la captura de CO2 por oxicombustión. Transporte del CO2: la instalación del transporte se ubicará de forma contigua a la captura, en Cubillos del Sil, con el objeto de estudiar e investigar diferentes materiales y equipos para convertir el CO2 en líquido y poder experimentar con distintas presiones, temperaturas y composiciones que faciliten el traslado del CO2 capturado. Almacenamiento geológico del CO2: las instalaciones se ubicarán en Hontomín, Burgos, donde los investigadores han identificado las condiciones idóneas del subsuelo que permitirán almacenar el CO2.

Fase 2: Demostración (2012-2015)

Una vez que la tecnología se ha desarrollado, es hora de demostrar su viabilidad a escala industrial. Para ello se prevé la construcción de una planta de 300 megavatios cuya ubicación se decidirá al final de la fase 1. Además de la construcción y operación de la planta, se producirá la gestión del almacenamiento industrial que se encargará de albergar un millón de toneladas de CO2 al año.

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