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Instituto Nacional del Carbón Consejo Superior de Investigaciones Científicas Rutas científicas Oviedo 2012 www. incar. csic. es 1 ¡Síguenos!

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www. csic. es Más de 15000 personas al servicio del progreso científico y tecnológico Área científico técnica 8: Ciencia y Tecnologías Química, energía, medio ambiente y materiales

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Líneas de investigación Materiales para aplicaciones estructurales, energéticas y medioambientales Tecnologías limpias para la conversión y el uso del carbón

Bienvenida • Presentación • Video del INCAR Energía y cambio climático • Energía y Recursos naturales • CO 2 y cambio climático • Usos limpios del carbón Visita instalaciones • • Preparación y análisis Procesos energéticos y reducción de emisiones Captura de CO 2 Control de emisiones (Contaminación por metales)

Energía y cambio climático Combustibles fósiles limpios como paso intermedio hacia una energía sostenible INCAR, OCTUBRE 2012

El punto de partida Producimos electricidad, calor y combustibles para el transporte principalmente a partir de carbón, petróleo y gas natural (combustibles fósiles), emitiendo CO 2 durante la transformación Consumo energía primarias en España (2010) El CO 2 producido en la combustión de carbón, gas natural y petróleo es el principal causante del aumento de la temperatura en la tierra (calentamiento global)

Todos somos responsables ¿Cómo se consume la energía? Las familias consumen aproximadamente el 30% de la energía total • 60 % en la vivienda • 40 % en el coche Solo el 13% de la energía consumida por las familias proviene de fuentes renovables Vivienda y transporte son los sectores que más han incrementado su consumo en los últimos años En España en 2010 más del 33% de la electricidad se produjo mediante fuentes renovables

CO 2 y cambio climático: Relación causa-efecto Es un gas incoloro, inodoro y no tóxico. Lo emitimos (respiración) y lo ingerimos (Coca Cola) Se produce de forma natural y en la combustión de los combustibles fósiles Es el gas de efecto invernadero más importante en volumen de emisiones de origen humano Fuente mayoritaria de emisiones: combustión de combustibles fósiles Esto es un hecho comprobado, no existe controversia científica

Consecuencias del Cambio climático Disminución del número anual de días de nieve (Navacerrada) La perdiz nival Habita en el Pirineo y su plumaje cambia a blanco en invierno Como cada vez tarda más en haber nieve y su color cambia en noviembre resulta un blanco perfecto para sus depredadores

Glaciar de Monte Perdido (Huesca) 1905 1910 2004

Punto de partida El Cambio climático es un hecho demostrado El CO 2 de origen humano es el responsable del cambio climático El cambio climático constituye una amenaza para la supervivencia de numerosas especies Para mitigar los efectos del Cambio Climático a largo plazo, se deben tomar MEDIDAS INMEDIATAS sobre las emisiones de CO 2

¿Qué opciones tenemos para reducir las emisiones de CO 2? Ahorro energético (más eficiencia) Uso de combustibles con menor (o nulo) contenido en carbono. Co-utilización INCAR Expansión de fuentes de energía renovable (hidráulica, eólica, solar etc. ) y biocombustibles Hidrógeno combustible alternativo Captura y almacenamiento de CO 2 INCAR

¿Qué opciones tenemos para reducir las emisiones de CO 2? El ciclo de la biomasa + CO 2 Utilización Fotosíntesis y crecimiento Transformación en Biocombustibles Biomasa Globalmente: CO 2=0 (siempre que no se use energía “sucia” en la transformación)

Eficiencia y reducción de emisiones en el INCAR Se desarrollan proyectos en los que se analiza la co-utilización de carbón y biomasa para la generación de energía e hidrógeno. Se desarrollan también proyectos de investigación sobre oxicombustión, gasificación y combustión estudiando el efecto de las diversas variables que intervienen en el proceso (combustible, condiciones de reacción, etc. ) con el objetivo de optimizarlos. Simplificando… Combustión convencional Oxi-Combustión Gasificación C + O 2 + N 2 → CO 2 + N 2 C + O 2 → CO 2 C + H 2 O → CO + H 2

Visita a los laboratorios del Grupo de Procesos Energéticos y Reducción de emisiones Co-gasificación de carbón y biomasa Gasificador de lecho fluidizado ü Temperatura: 500 -900 ºC ü Presión atmosférica ü Alimentación: 3 kg/h ü Análisis de gases en continuo: H 2, CO, CH 4, CO 2, O 2 C + H 2 O = CO + H 2 Además… Co-gasificación con captura in situ por inyección de Ca. O Composición típica gas obtenido H 2 : CO: CH 4: N 2 : CO 2: 20% 15% 3% 35% 23%

Visita a los laboratorios del Grupo de Procesos Energéticos y Reducción de emisiones Oxi co-combustión de carbón y biomasa Oxicombustión vs combustión C. Bituminosos bajos volátiles Reactor de flujo en arrastre Antracitas SMK C. Bituminosos altos y medios volátiles O 2/N 2 O 2/CO 2

Visita a los laboratorios del Grupo de Captura de CO 2 Humos “sin” CO 2 Calcinador Humos de CO 2 Ca. O + CO 2 → ← Ca. CO 3 Calor (a alta T) Carbonatador Calor (a alta T) Ca. O Ca. CO 3

Visita a los laboratorios del Grupo de Captura de CO 2 Ciclos de carbonatación-calcinación para captura de CO 2 en el INCAR Actualmente es la alternativa tecnológicamente más desarrollada y la que se considera económicamente viable También… Combustión de biomasa con captura in situ (CT La Robla, Fenosa)

Visita a los laboratorios del Grupo de Contaminación por metales Reducción de emisiones de elementos traza en el INCAR Elementos traza en carbones: Depuración de carbones Formas de combinación Evaluación de los problemas originados en los procesos de utilización Comportamiento de elementos traza en la combustión del carbón Contaminación de suelos Medidas de relaciones isotópicas para identificación de fuentes de contaminación Control de emisiones Limpieza de gases en procesos de combustión, y gasificación

Visita a los laboratorios del Grupo de Contaminación por metales Reducción de emisiones de mercurio en el INCAR Influencia Sistemas SCR “Lavado” del carbón Hg – ceniza volante Sorbentes regenerables fin de ciclo Hg 2+ Inyección sorbentes Sistema captura de partículas Sistema de desulfuración

Visita a los laboratorios de Preparación de muestras y Análisis Cenizas Análisis inmediato Microanálisis elemental (C H N O S) Calorímetros

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