Oxicombustión en caldera de lecho fluido circulante

La UE hizo de la lucha contra el cambio climático una de sus prioridades. En el sector energético, la UE ha establecido el objetivo conocido como 20/20/20 ésto es, que en 2020 las emisiones de gases de efecto invernadero se hayan reducido un 20% con respecto a las cifras de 1990; que en esa misma fecha el 20% de la energía consumida en la UE haya sido producida mediante energías renovables y que la eficiencia energética se haya incrementado un 20%.

La Fundación Ciudad de la Energía (Ciuden), ubicada en Ponferrada, (León) tiene en proyecto construir una central térmica de 30o megavatios para demostrar la validez de la tecnología de oxicombusión en caldera de lecho fluido circulante (CFB) y de una planta experimental de almacenamiento de CO2 en acuíferos salinos profundos, dentro del marco de las políticas europeas de recucción de CO2.

En 2009, ENDESA y Ciuden, con Foster Wheeler como socio tecnológico, presentaron al Programa Europeo de Recuperación Económica de la CE (PERE), la fase inicial del denominado Proyecto Compostilla (OXY-CFB-300), que fue seleccionado junto con otros 5 de Alemania, Reino Unido, Holanda, Polonia e Italia, recibiendo una asignación económica de 180 millones de euros.

El Proyecto OXY-CFB-300 tiene dos fases. En la primera (2009-2012) se incluye la construcción y las pruebas de funcionamiento de la Planta de Desarrollo Tecnológico para validar la caldera de lecho fluido en oxicombustión de 30 MW.

La planta de Ciuden tendrá los siguientes elementos:

-. Caldera de carbón pulverizado (20 MW) operando en modo convencional (empleando aire como comburente) o en modo de oxicombustión (empleando oxígeno prácticamente puro como comburente)
-. Caldera de lecho fluido circulante (15 MW en modo convencional, 30 MW en modo de oxicombustión)
-. Tren de limpieza de gases para la eliminación de NOx, partículas y SOx
-. Captura de CO2: tren de compresión (oxicombustión) / unidad de absorción (aire)

Caldera de lecho fluido de tecnología Foster Wheeler.

En la segunda fase se ha de desarrollar un programa de investigación aplicada para abordar el proceso de almacenamiento geológico de CO2 mediante una planta experimental en Hontomín (Burgos) y la construcción y operación de una unidad de ensayos de transporte de CO2, para resolver las cuestiones técnicas asociadas.

Otras técnicas de captura del CO2 se basan en el tratamiento del mismo con óxido de calcio (CaO) para formar carbonato cálcico (CaCO3).

Endesa, en colaboración con Hunosa y el CSIC, ha iniciado el proyecto de construcción de una planta experimental de 1 MW para la captura de CO2 en La Pereda (Mieres-Asturias), junto a la actual central termoeléctrica de La Pereda, propiedad de Hunosa, según informó Endesa. Este proyecto se enmarca dentro del acuerdo de colaboración firmado por Endesa, Hunosa y el CSIC para el desarrollo de la tecnología de captura de CO2 mediante el uso de caliza como absorbente.

La planta dispondrá de dos reactores de lecho fluido circulante de 15 metros de altura interconectados. En el reactor de calcinación, la caliza se descompondrá en óxido de calcio y CO2 altamente concentrado. El óxido de calcio se envía al reactor de carbonatación donde reacciona con los gases de combustión capturando el CO2 para formar caliza nuevamente.

La planta esta diseñada para tratar hasta 2.600 m3/h de gases de combustión y poseerá una capacidad de captura de 8 Toneladas de CO2 día con eficiencias de alrededor del 90 por ciento. La puesta en marcha de la misma está prevista para el inicio de 2011. El proyecto está subvencionado dentro del Séptimo Programa Marco Europeo en el área de energía con un presupuesto superior a 6,8 millones de euros. Además de Endesa, CSIC y Hunosa, el proyecto cuenta con la participación de Foster Wheeler Energía, que actúa como principal tecnólogo para el desarrollo de la ingeniería de la planta de 1 MW, así como de otros cuatro centros de investigación europeos y canadienses.

Tambíen se puede reducir la producción de CO2 aumentando la eficiencia de los procesos de producción de electricidad. Algunos estudios realizados han calculado que la eficiencia de una central térmica se incrementa en un 0,005% con un aumento de un bar de presión en el vapor de la caldera y en un 0,011% con cada grado Celsius de aumento de la temperatura del vapor. Se entiende que se trabaja con vapor supercrítico cuando la presión y la temperatura alcanzan un nivel por encima de 374 ° C y 221,2 bares.

Intercambiador de calor fabricado en aleación 7CrMoVTiB10-10 y acero P91 para la central térmica de Lagisza en Polonia.

Las primeras calderas para vapor supercrítico se construyeron en la década de 1950, pero en la práctica se encontró pronto que estas condiciones de operación superaban los valores de resistencia de las aleaciones de acero austenítico disponibles en el momento. Hubo muchos casos de roturas por fatiga.