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Cambio Climático

Limpiando el carbón sucio

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China tiene prevista la implantación de un novedoso proceso de gasificación para carbón de baja calidad.

  • por Peter Fairley | traducido por Francisco Reyes (Opinno)
  • 29 Septiembre, 2009

Dongguan, la ciudad de rápido desarrollo industrial localizada en el sureste de China, en el Delta del Rio Perla, podría albergar próximamente una de las centrales eléctricas más sofisticadas del país, utilizando una tecnología de gasificación del carbón poco convencional que consigue que incluso el carbón más sucio se comporte como si fuese gas natural de combustión limpia. Sus desarrolladores, la compañía eléctrica Southern Company con sede en Atlanta y la firma de ingeniería KBR, con sede en Houston, anunciaron este mes el contrato por el que se regula la licencia entre Dongguan Power y Chemical Company.

Dongguan Power tiene previsto implementar el esquema de gasificación en una central eléctrica de gas natural ya existente y de 120 megavatios, convirtiéndola en una planta de ciclo combinado de gasificación integrada (IGCC, en sus siglas en inglés) que utilice carbón de lignito de bajo coste y alto contenido en humedad. La actualización debería empezar a funcionar en 2011. El proyecto servirá como demostración para que los desarrolladores determinen si la tecnología podría funcionar en plantas de IGCC más grandes y si es un proceso que pueda integrar la captura de carbono y la tecnología de almacenado, según afirma John Thompson, director del Programa de Transición al Carbón del Grupo de Trabajo Aire Limpio, una firma consultora medioambiental sin ánimo de lucro con sede en Boston. “Nos quieren demostrar que esto funciona,” señala Thompson.

El diseño de gasificación de Southern y KBR es capaz de utilizar carbón sucio porque, al compararse con otros reactores de gasificación, lleva a cabo un proceso relativamente lento y a bajas temperaturas. Los gasificadores convencionales, como los de General Electric y Shell, dependen de temperaturas alrededor de los 1.500 ºC para convertir el carbón molido en una mezcla combustible de monóxido de carbono e hidrógeno conocida como syngas. Desafortunadamente, este tipo de temperaturas funden las cenizas y otros contaminantes minerales del carbón, formando un residuo brillante que finalmente corroe las placas de cerámica que protegen las paredes de acero del reactor. Incluso los reactores que utilizan carbón de alta calidad han tenido que detener sus operaciones para instalar nuevas placas al menos una vez cada tres años. Por tanto, están aún menos capacitados para el uso de carbón de menos calidad que acabaría produciendo una mayor cantidad de residuos.

El gasificador de Dongguan evitará estos problemas puesto que funcionará con temperaturas de entre 925 ºC a 980 ºC, por debajo de la temperatura de fundido de los contaminantes, según explica Randall Rush, director general de sistemas de gasificación de Southern Company. Sin embargo, el carbón se gasifica completamente a estas temperaturas puesto que el proceso de Southern y KBR tarda el doble.

La tecnología es una adaptación del craqueo catalítico fluidizado que se emplea en las refinerías desde los años 40, que procesa el petróleo mediante su “transporte” alrededor de un circuito circular junto a partículas sólidas de catalizador. En el reactor de gasificación, la entrada de carbón fresco se transporta con un flujo circular de contaminantes de carbón sólidos, principalmente ceniza. La masa caliente expulsa la mayoría del contenido energético del carbón en forma de syngas. Los sólidos que sobran simplemente se acaban uniendo al flujo.

Southern y KBR empezaron a diseñar la tecnología en 1988 y, con el apoyo del Departamento de Energía de los EE.UU., iniciaron en 1996 un reactor de demostración en Wilsonville, Alabama, capaz de gasificar dos toneladas de carbón por hora. Hace cuatro años la rediseñaron, incorporando todo lo que habían aprendido en Wilsonville. Rush afirma que el resultado será un diseño de IGCC comparativamente fiable y asequible. Al evitar la formación de residuos,

La tecnología resulta atractiva para Dongguan Power puesto que se puede utilizar un tipo de carbón más barato y menos deseable. Las presentaciones llevadas a cabo por la firma señalan que cuando los costes del combustible se duplicaron entre 2004 y 2006, la compañía perdió su margen de beneficios. Y aunque en un principio Dongguan Power comisionó un reactor al Instituto de Ingeniería Termofísica de la Academia China de las Ciencias, que construyó un gasificador a escala de demostración el año pasado, finalmente la compañía ha optado por el diseño de KBR y Southern.

Dongguan apuesta por que su planta de IGCC se convierta en un estándar en China a medida que el país reduce sus emisiones, y ya ha hecho públicos sus planes para construir una planta de 800 megavatios. Ambos proyectos están a la espera de la aprobación por parte de la Comisión Nacional China para el Desarrollo y la Reforma, que controla los incentivos financieros necesarios para cubrir los altos costes de una planta IGCC, alrededor del doble de lo que cuesta una planta de carbón pulverizado. La agencia ha aprobado sólo uno de la docena de proyectos de IGCC propuestos hasta la fecha—el proyecto GreenGen de 250 megavatios que se está construyendo en Tianjin.

Las plantas de IGCC podrían empezar a funcionar más rápidamente en los EE.UU. gracias al sistema de limitación y comercio de carbono que actualmente se delibera en el Congreso. Siempre y cuando se apruebe y suba el precio del carbono lo suficiente. La subsidiaria de Southern Company, Mississippi Power Company, se ha encontrado con un gran número de protestas frente a su propuesta de construir una planta de IGCC de 582 megavatios en Kemper Country, Mississippi, anticipándose a la señal del precio del carbono. La planta de Mississippi Power capturaría un 65 por ciento de sus emisiones de dióxido de carbono, haciendo que la planta de lignito tenga una repercusión medioambiental similar a la del gas natural. Esta promesa hizo que el proyecto, valorado en 2.200 millones de dólares, consiguiese 403 millones en subvenciones federales y reducciones de impuestos.

Thompson señala desde el Grupo de Trabajo Aire Limpio que tanto los proyectos de Dongguan como el de Kemper deben seguir adelante puesto que proporcionan una forma de controlar las emisiones de carbono del carbón. Afirma que los activistas medioambientales deberían reconocer que el uso del carbón a nivel mundial no va a detenerse a corto plazo, con lo que la captura del carbono resulta crítica para conseguir las enormes reducciones de gases de efecto invernadero que se requieren en las próximas décadas para minimizar los impactos ecológicos del cambio climático global.

“Si las nuevas tecnologías diseñadas para controlar las emisiones de CO2 del carbón no se emplean pronto, todos los objetivos que el movimiento ecologista lleva intentando conseguir durante el último siglo no valdrán de nada,” afirma Thompson. “Si los CCS no se empiezan a utilizar ampliamente, el juego habrá acabado.”

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