GASPLUS, un proyecto que busca descarbonizar los procesos industriales gasintensivos

• La empresa de Espaitec BluePlasma Power y el Instituto de Tecnología Cerámica desarrollan GASPLUS, un proyecto cuyo objetivo es desarrollar un prototipo técnicamente viable para obtener una nueva forma de producir hidrógeno a bajo costo, a partir del calor recuperado de la chimenea de hornos con temperaturas de trabajo muy elevadas.

BluePlasma Power, empresa de Espaitec, Parque Científico y Tecnológico de la Universitat Jaume I, y el Instituto de Tecnología Cerámica (ITC-AICE) lideran GASPLUS, un proyecto financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) mediante el cual se diseñará un prototipo que permita trabajar en flujo continuo para la determinación de la reducción del consumo de combustible, comburente y emisiones de hornos industriales de alta temperatura, como los utilizados en la fabricación de fritas cerámicas.

En este sentido, la finalidad es desarrollar un proceso funcional de combustión de alta temperatura basado en la transformación de gas natural en un gas sintético (syngas) rico en hidrógeno para promover la descarbonización de la industria. Así pues, la tecnología de BluePlasma Power actúa como herramienta para alcanzar el objetivo global marcado por la Unión Europea de reducción de emisiones de CO2 en 2050, ya que se trata de un proceso capaz de reducir los impactos ambientales y económicos en las industrias con consumo intensivo de gas natural, como son las empresas del sector del fritas y esmaltes, vidrio y fundición de metales, gracias a la reutilización del calor residual de su proceso patentado de producción y a la adopción de un novedoso proceso de reformado de gas natural con vapor de agua.

Cambio climático y descarbonización industrial

El calentamiento global, como resultado de las emisiones de gases industriales, ha recibido una atención exclusiva en los últimos tiempos por parte de los gobiernos y empresas a través de decisiones políticas y ayudas gubernamentales, a partir de la International Climate Change Conference que tuvo lugar en París en 2015. El desarrollo de las tecnologías de captura y utilización de CO2 (CCU) y el desplazamiento de energías de origen fósil, por energía renovable, son fundamentales para alcanzar el objetivo global de la Unión Europea de reducción de emisiones de CO2 en 2050.

Algunos hechos incuestionables son: la producción de CO2 contribuye en más de un 60% al calentamiento global; los procesos de captura selectiva y utilización de CO2 a bajo coste constituyen un importante reto a nivel de eficiencia energética actualmente, representando el proceso de captura de CO2 alrededor de un 70% del coste total actual de recuperación y almacenamiento de CO2.

El CO2 que proviene del uso de combustibles fósiles es el causante de alrededor del 65% de las emisiones causantes del efecto invernadero y juega un papel crítico en el cambio climático. Entre las diferentes estrategias descritas para la mejora de la reutilización de CO2, la transformación de CO2 en químicos o combustibles con alto valor añadido son consideradas estrategias ganadoras. La adhesión de Europa al Protocolo de Kioto marca unos objetivos y unos compromisos para todos los estados miembros muy claros, de reducción de los gases de efecto invernadero y fomento del uso de productos y procesos de bajo impacto ambiental.

GASPLUS

El sistema GASPLUS aplicado en horno de alta temperatura, generalmente alimentados con gas natural y oxígeno puro como comburente, reduce el consumo de gas natural del orden del 25 % y del mismo orden el correspondiente oxígeno, a través de la generación in situ de hidrógeno por medio de un proceso de reformado de parte del gas natural, utilizado en el proceso de combustión con vapor de agua, generado este último con el calor residual de los gases de combustión a la salida de la chimenea del horno. El hidrógeno formado junto con los otros gases combustibles generados en el proceso de reformado, y el gas natural no convertido, se combustionan en el mismo quemador de oxi-combustión del horno donde se aplica. Asociado a la reducción del combustible, hay una disminución de emisiones de CO2 del mismo orden de magnitud.

El sistema se compone de un recuperador de calor montado en la chimenea del horno, donde el calor de los gases de combustión a la salida del horno, a una temperatura cercana a los 1.000ºC en una primera etapa, generan el vapor de agua necesario para el proceso de reformado y en una segunda etapa precalienta el oxígeno previo a su combustión. El vapor de agua generado se mezcla con el gas natural, antes de entrar en el reactor de reformado donde una antorcha de plasma en un ambiente catalítico (también patentado por BluePlasma Power), hace posible el reformado con vapor de agua de una parte del gas natural a presión ambiente y a temperaturas cercanas a los 500ºC y a presión de línea. La mezcla de gases generados, compuestos principalmente de hidrógeno, metano y monóxido de carbono, a una temperatura cercana a los 450ºC, se envían al quemador instalado en el horno para su combustión con el oxígeno previamente calentado. La reducción de consumo estimada del orden del 25% procede en parte de la recuperación del calor residual de los gases de combustión y parte por el hidrógeno aportado por el vapor de agua en el proceso de reformado.

Fuente: UJI – Universitat Jaume I