Desincentivar las emisiones industriales con tecnologías de reducción de CO2 y captura de carbono
09 Aug 2021
Para cumplir los objetivos contra el calentamiento global, la industria debe reducir aún más sus emisiones de gases de efecto invernadero. En los sectores con altas emisiones de CO2, las soluciones de GEA están teniendo un impacto significativo, ayudando a los clientes a reducir las emisiones nocivas, mejorando su eficiencia energética y facilitando su camino hacia la producción neutra en carbono.
Las centrales eléctricas de combustibles fósiles, junto con las plantas de producción de energía a partir de residuos, o las industrias del acero, aluminio, vidrio, fertilizantes y cemento, tienen un desafortunado punto en común: todas están clasificadas como industrias con altas emisiones de CO2.
El dióxido de carbono (CO2), uno de los gases de efecto invernadero, absorbe la radiación infrarroja (energía calorífica neta) emitida por la superficie de la Tierra y la devuelve, contribuyendo al efecto invernadero. Aunque el CO2, el metano y el vapor de agua son los gases de efecto invernadero más comunes, el ozono superficial, los óxidos nitrosos y los gases fluorados también atrapan la radiación infrarroja. Una vez liberados, los GEI pueden permanecer en la atmósfera durante cientos –incluso miles– de años.
Para cumplir los objetivos fijados por el Acuerdo de París, el aumento de la temperatura global debe mantenerse en 1,5 grados centígrados por encima de los niveles preindustriales para mitigar una mayor erosión catastrófica del ecosistema natural del mundo. Si no lo hacemos, la producción de alimentos y la vida en el planeta se verán cada vez más amenazadas.
Somos responsables colectivamente de abordar el cambio climático. Debemos acelerar el ritmo y aumentar la escala de nuestra respuesta y hacer de esta próxima década una de acción global sobre el cambio climático”.- Naciones Unidas, Informe Anual sobre el Cambio Climático 2019
- Naciones Unidas, Informe Anual sobre el Cambio Climático 2019
Las soluciones de GEA contribuyen a un enfoque de reducción del CO2 en varios sentidos y apoyan una economía circular del carbono
Para satisfacer la urgente demanda de reducción de emisiones a nivel mundial, GEA ha reunido un equipo dedicado a impulsar el progreso en la reducción de CO2 entre las industrias de altas emisiones, con especial atención a lo siguiente:
- aumentar la eficiencia energética de los procesos de producción y control de emisiones
- soluciones que faciliten la captura, almacenamiento y utilización del carbono
GEA, como líder mundial consolidado en el desarrollo, diseño e instalación de sistemas y tecnologías de control de emisiones para clientes de las principales industrias de procesos, cuenta con más de un siglo de experiencia. Esta diversa cartera incluye:
- tecnologías de depuración de gases para las industrias del hierro y el acero, la metalurgia no ferrosa, el vidrio, el cemento y la química
- soluciones de depuración de gases para plantas de craqueo catalítico fluido en refinerías
- depuradores húmedos, semisecos y secos para garantizar una alta pureza del aire de escape
Aumentar la eficiencia energética de los procesos de producción y control de emisiones
La utilización del exceso de calor proveniente de los procesos industriales, como los de producción de vidrio y cemento, es obligatoria para alcanzar los objetivos globales de protección del clima. Esto requiere la integración de una unidad de recuperación de calor residual (WHRU), que es una alternativa mucho más sostenible que la simple descarga de calor a la atmósfera, o el enfriamiento de los gases mediante la inyección de agua en ellos. Este último método, por ejemplo, significa que se pierde una valiosa energía térmica, o que está disponible a una temperatura mucho menos deseable.
Este calor recuperado puede utilizarse dentro del proceso de tratamiento del aire o para generar energía. Asimismo, puede utilizarse para producir aire comprimido que se requiere en el proceso de producción o se desvía a las redes de calefacción urbana u otros procesos de secado.
El productor de cemento y cliente de GEA, Heidelberger Cement, pondrá pronto en marcha una WHRU. El sistema tomará el calor del proceso generado durante el enfriamiento de la escoria y lo desviará a un secador para transformar unas 70.000 toneladas de lodos de depuradora deshidratados de las plantas de tratamiento regionales en hasta un 90% de sólidos secos al año. Con un valor calorífico de 11 a 13 megajulios por kilogramo, los sólidos se mantendrán in situ y se utilizarán como energía verde para la planta, sustituyendo una cantidad importante de combustible fósil. Esta solución forma parte del objetivo de la empresa de reducir las emisiones de CO2 en un 30% para 2025 y de producir hormigón neutro en CO2 para 2050.
En 2012, GEA apoyó al productor alemán/austríaco Rohrdorf Zement con el primer sistema de desnitrificación de cola del mundo para la producción de cemento. La planta incluye una unidad de recuperación de calor residual (WHRU) de GEA y un circuito de transferencia que permite reutilizar el calor in situ.
El fabricante de vidrio Saint Gobain, en Pisa (Italia), utiliza una WHRU de GEA y una central de ciclo Rankine orgánico (ORC) para obtener energía térmica de su horno. En el lugar, se utiliza esta energía:
- por el sistema de calefacción para calentar los edificios
- convertida en electricidad para abastecer la red interna de la planta
- convertida en aire comprimido para alimentar varias máquinas neumáticas
Como resultado, la empresa ahorra unas 5.000 toneladas de CO2 y casi un millón de dólares estadounidenses en costes de electricidad al año en este emplazamiento.
Una planta ORC es una buena opción para reducir significativamente las emisiones de CO2, especialmente en las plantas en que se alimenta la energía térmica fluctuante al ORC. Esto incluye las aplicaciones para vidrio y la parte de enfriamiento de la escoria en las plantas de cemento. Asimismo, una planta ORC no genera emisiones adicionales de CO2.
Facilitar la captura, almacenamiento y utilización del carbono
Las tecnologías para la captura, almacenamiento y utilización del carbono (CCS/CCU) consisten en atrapar el COCO2 allí donde se produce en las fábricas y las centrales eléctricas que utilizan combustibles fósiles. En algunas industrias, las emisiones de CO2 relacionadas con la energía van acompañadas de emisiones relacionadas con el proceso, que se derivan de la conversión de la propia materia prima (por ejemplo, CaCO3 → CaO en la industria del cemento) y, por tanto, no pueden evitarse reduciendo la demanda energética del proceso o cambiando a combustibles alternativos. Capturar el CO2 antes de que se libere a la atmósfera, y luego utilizarlo o almacenarlo, es una opción viable para minimizar el efecto invernadero.
Las tecnologías de control de emisiones de GEA cumplen todas las condiciones límite para la transición a la depuración de CO2, que es el proceso necesario para separar el dióxido de carbono de los gases de escape. Sin embargo, antes de que esto sea posible, es necesario limpiar el gas. Para garantizar el rendimiento eficaz del sistema de separación de CO2 (por ejemplo, mediante la depuración con aminas) y una larga vida útil de los medios de absorción, las plantas de separación de CO2 requieren gases de combustión ultralimpios.
El primer paso es el pretratamiento y la purificación de los finos, para lo cual GEA ofrece diversas soluciones para eliminar los contaminantes, incluidos los óxidos sulfúricos y nítricos. Una vez que el gas residual está limpio, puede comenzar la separación del CO2. Para garantizar que el proceso no impida la producción, GEA recomienda procesos de separación de CO2 en la parte final.
Dada la importancia de contar con vías de utilización estables, predecibles y flexibles para el CO2capturado, se recomienda que los productores elijan estas vías necesarias antes de seleccionar un proceso y una planta de separación. GEA ofrece plantas de separación de CO2 de pequeño y mediano tamaño para lograr la máxima flexibilidad, lo que permite a los clientes producir CO2 de distintos grados de pureza y fabricar diferentes productos con la misma unidad de separación; esto incluye soluciones que utilizan carbonatos, aminas y, en el futuro, amoníaco.
El CO2 capturado durante los procesos industriales –o extraído de la atmósfera– puede utilizarse en lugar de extraer el carbono de fuentes fósiles. El CO2 capturado ya se desvía para su uso en muchas aplicaciones e industrias, incluyendo:
- recuperación mejorada de petróleo y gas (se inyecta CO2 en yacimientos agotados para explotar un mayor grado de petróleo/gas)
- producción de bebidas carbonatadas
- endurecimiento del hormigón
- materia prima para la producción química de plásticos o combustibles electrónicos (por ejemplo, metanol)
- cultivo de algas para su uso en piensos comerciales para peces
Los retos globales requieren un socio experimentado
Al asociarse con GEA, los clientes tienen a su lado a un líder mundial con décadas de experiencia en tecnologías de reducción de emisiones. El profundo conocimiento de la industria y la comprensión científica de las propiedades de los gases permiten a GEA diseñar sistemas de control de emisiones con una vida útil más larga. Nuestras soluciones para la recuperación del calor residual y la depuración fina de los flujos de gas, incluida la separación térmica, son utilizadas en todo el mundo por los clientes para cumplir –y más a menudo superar– los requisitos legales de emisiones con el menor consumo energético posible.
La solución de nuestros retos climáticos debe empezar por aceptar la necesidad y la urgencia. Los responsables de la toma de decisiones y todas las partes implicadas deben tener, entonces, la valentía y voluntad de cooperar, aplicando las soluciones adecuadas para cada emisor”.- Felix Ortloff, Responsable de Sistemas de Depuración, GEA
- Felix Ortloff, Responsable de Sistemas de Depuración, GEA
Pagar el precio por las emisiones de CO2
El “precio del carbono” se refiere a las iniciativas que fijan un precio explícito a las emisiones de GEI, expresado como un valor por tonelada de dióxido de carbono equivalente (tCO2e). El objetivo de poner un precio a las emisiones de carbono es desencadenar un cambio de comportamiento que se traduzca en una reducción de las emisiones. El precio real del carbono es la suma de varios instrumentos basados en el mercado (por ejemplo, el impuesto específico sobre la energía, el impuesto sobre el carbono y el precio de los derechos de emisión). El impuesto sobre el carbono es un instrumento basado en el precio y es bajo en algunos países, mientras que en otros, como Suecia, el impuesto es mucho más alto (126 US$ por tonelada). El precio de los derechos de emisión es un instrumento basado en el volumen y determina el coste de la participación en los sistemas de comercio de emisiones (ETS).
A medida que las industrias encuentran maneras de hacer la transición a fuentes de energía renovables, la inversión en tecnologías de reducción y reciclaje de CO2 sigue siendo crucial. Los principales beneficios son:
- reducción de las emisiones de GEI
- reducción del impuesto al carbono
- flujos de ingresos procedentes de la venta de CO2 y de productos a base de CO2
- reducción de los costes energéticos y del impuesto sobre el combustible gracias a la recuperación del calor residual
