Esta central eléctrica funciona con CO 2
Se produce un incendio en el conjunto de servidores de su oficina. Agarras un extintor, apuntas su boquilla al fuego y lo golpeas con una nube de dióxido de carbono. Apaga el fuego.
Las llamas mueren cuando se las apaga en CO 2 . Y, sin embargo, en las condiciones adecuadas, el CO 2 también puede mantener la combustión. Ese hecho contraintuitivo está en el corazón de una nueva planta de energía que se está construyendo en el suburbio industrial de Houston de LaPorte. El novedoso diseño de la planta a gas natural, de NET Power , con sede en Durham, Carolina del Norte , utiliza una mezcla de combustible que es 95 por ciento de dióxido de carbono en el punto de combustión. Además, captura y secuestra dióxido de carbono prácticamente sin costo adicional. Según los cálculos de NET Power, una vez que la compañía amplía y despliega la tecnología comercialmente, sus plantas no deberían costar más para construir y operar que una planta de gas natural tradicional, que simplemente ventila su escape a la atmósfera.
La clave para hacer del CO 2 parte de la solución en lugar del problema es un extraño estado de la materia conocido como fluido supercrítico. Por encima de cierta temperatura y presión (31.1 ° C, o un día de verano en Phoenix, y 7.39 megapascales, o alrededor del 80 por ciento de lo que se encuentra en la superficie de Venus), el dióxido de carbono se vuelve supercrítico. En ese estado, puede expandirse como un gas y aún así moverse con la densidad de un líquido; Incluso puede disolver las cosas como lo hace un líquido. (De hecho, se usa para descafeinar el café).
Supercrítico CO 2 puede ser bombeada, se comprime, y conducido a girar una turbina con una eficacia que el vapor puede no alcanzar nunca. En consecuencia, CO supercrítico 2 se ha propuesto y desarrollado durante décadas como un sustituto la fuerza en todo tipo de generación de energía, incluyendo la energía nuclear y las torres solares concentrados.
Pero en LaPorte, Texas, están haciendo algo que podría tener consecuencias mucho mayores para el cambio climático que agregar unos pocos, aunque muy necesarios, puntos porcentuales a las estadísticas de eficiencia de una torre solar. Después de casi una década de desarrollo, NET Power está dando los últimos toques a su planta de energía de 50 megavatios y US $ 140 millones. La planta conectada a la red se está probando este año, y sus patrocinadores esperan ampliar su implementación comercial para 2021.
Su tecnología es en realidad una tecnología excelente", dice Nathan Weiland, ingeniero de investigación del Laboratorio Nacional de Tecnología Energética del Departamento de Energía de los Estados Unidos , cerca de Pittsburgh, que se especializa en la generación de energía supercrítica de CO 2 . "Según todas las cuentas, debería funcionar bien". Si Weiland tiene razón, quemar combustibles fósiles sin emitir carbono podría ser tan económico como quemar combustibles fósiles en una central eléctrica convencional sin ningún equipo de control de carbono.
El último uso del dióxido de carbono supercrítico es en gran parte atribuible al inventor británico Rodney Allam. Después de una carrera de 45 años con el fabricante de gas industrial Air Products and Chemicals , donde se desempeñó como director de desarrollo tecnológico en la división europea, se retiró por un solo fin de semana en 2005 y comenzó a trabajar como ingeniero consultor.
En 2009, conoció a los directores de 8 Rivers Capital , que es copropietario de NET Power junto con la empresa de ingeniería y generación Exelon McDermott, y se unió para trabajar con sus ingenieros en una tarea aparentemente imposible. Debían crear una tecnología que pudiera quemar combustibles fósiles sin emisiones de carbono y generar a una eficiencia y un costo de capital a la par de las centrales eléctricas convencionales. En otras palabras, Team Allam tenía como objetivo capturar carbono de forma gratuita.
Después de un falso comienzo con el carbón, el objetivo de NET Power se convirtió en tecnología de "ciclo combinado" alimentada con gas natural. Una planta de ciclo combinado combina una turbina de gas con una turbina de vapor. La primera parte quema gas natural, y el escape hace girar directamente una turbina para generar electricidad. El escape, que todavía está abrasador, entra en un sistema de recuperación de calor para generar vapor, que hace girar una segunda turbina para producir más electricidad.
Normalmente, esta combinación ofrece una eficiencia de hasta el 52 por ciento (basada en el contenido total de energía del gas natural) y emite alrededor de 0,4 kilogramos de CO 2 por kilovatio-hora. Compare eso con una nueva central eléctrica de carbón, que emite aproximadamente 8 kg de CO 2 por kilovatio-hora. Si simplemente agrega un sistema de captura de carbono existente a una planta de ciclo combinado, la potencia necesaria para ejecutar el equipo adicional reduce la producción total en aproximadamente un 13 por ciento. Gran parte de la penalización energética se debe a que el gas de combustión de la planta es principalmente nitrógeno del aire utilizado para la combustión, y es un proceso intensivo en energía para separar la cantidad relativamente pequeña de CO 2 de la enorme masa de nitrógeno.
Los ingenieros de NET Power decidieron que necesitarían un nuevo tipo de ciclo de energía, uno que básicamente elimine el vapor de la ecuación y no use aire. Para terminar con los gases de combustión que es casi exclusivamente de CO 2 y agua, su ciclo tendría que inhalar el 95 por ciento de oxígeno puro. Este concepto, llamado combustión de oxicombustible , está en el corazón de varios esquemas de captura de carbono. Sin embargo, la mayoría de estos esquemas tienen inconvenientes.
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