En esta presentación se habla de Energía y Cambio climático con una aproximación al tema que pasa por el uso de combustibles fósiles limpios como paso intermedio hacia una energía sostenible y se indican los esfuerzos que en dicha investigación desarrolla el Instituto Nacional del Carbón. La presentación se elaboró en el marco de la visita al INCAR de estudiantes de bachillerato que realizaban las "Rutas Científicas 2012"

1. Rutas
científicas
Oviedo 2012
www.incar.csic.es
¡Síguenos!1

2. www.incar.csic.es
Bienvenidos al INCAR

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

4. INCAR vista aérea

5. Instalaciones
Edificio principal
Edificio polivalente
Entrada salón actos
Nave

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

8. Bienvenida
•Presentación
•Video del INCAR
Energía y cambio climático
•Energía y Recursos naturales
•CO2 y cambio climático
•Usos limpios del carbón
Visita instalaciones
•Preparación y análisis
•Procesos energéticos y reducción de emisiones
•Captura de CO2
•Control de emisiones (Contaminación por metales)

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

10. El punto de partida
Producimos electricidad, calor y combustibles para el transporte principalmente a
partir de carbón, petróleo y gas natural (combustibles fósiles), emitiendo CO2
durante la transformación
Consumo energía primarias en España (2010)
El CO2 producido en la combustión de carbón, gas natural y petróleo es el principal causante
del aumento de la temperatura en la tierra (calentamiento global)

11. ¿Cómo se consume la energía?
Todos somos responsables
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

12. CO2 y cambio climático:
Relación causa-efecto
Es el gas de efecto invernadero
más importante en volumen de
emisiones de origen humano
Fuente mayoritaria de emisiones:
combustión de combustibles fósiles
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
Esto es un hecho comprobado, no existe
controversia científica

13. 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

14. 1910
2004
1905
2004
Glaciar de Monte Perdido (Huesca)

15.  El Cambio climático es un hecho demostrado
 El CO2 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 CO2

16. ¿Qué opciones tenemos para reducir las
emisiones de CO2?
 Ahorro energético (más eficiencia)
 Uso de combustibles con menor (o nulo) contenido
en carbono. Co-utilización
 Expansión de fuentes de energía renovable
(hidráulica, eólica, solar etc.) y biocombustibles
 Hidrógeno como combustible alternativo
 Captura y almacenamiento de CO2
INCAR
INCAR

17. El ciclo de
la biomasa
Globalmente: CO2=0
(siempre que no se use
energía “sucia” en la
transformación)
+
Fotosíntesis y
crecimiento
Biomasa
Transformación
en
Biocombustibles
Utilización
CO2
¿Qué opciones tenemos para reducir las
emisiones de CO2?

18. 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.
C + H2O → CO + H2
C + O2 + N2 → CO2 + N2
C + O2 → CO2
Combustión convencional
Oxi-Combustión
Gasificación
Simplificando…

19. Co-gasificación de carbón y biomasa
Gasificador de lecho fluidizado
 Temperatura: 500-900 ºC
 Presión atmosférica
 Alimentación: 3 kg/h
 Análisis de gases en continuo: H2,
CO, CH4, CO2, O2
Composición
típica gas
obtenido
H2: 20%
CO: 15%
CH4: 3%
N2: 35%
CO2: 23%
C + H2O = CO + H2
Además…
Co-gasificación con captura in situ
por inyección de CaO
Visita a los laboratorios del Grupo de
Procesos Energéticos y Reducción de
emisiones

20. Oxi co-combustión
de carbón y biomasa
Reactor de flujo en arrastre
0
20
40
60
80
100
0 50 100
Conversión en aire (%)
Conversiónoxychar21(%)
SMK
Antracitas
C. Bituminosos
bajos volátiles
C. Bituminosos
altos y medios
volátiles
Oxicombustión vs
combustión
O2/N2 O2/CO2
Visita a los laboratorios del Grupo de
Procesos Energéticos y Reducción de
emisiones

21. Calcinador
CO2
Humos
“sin” CO2
Carbonatador
Humos
de CO2
CaO
CaCO3
Calor (a alta T)
Calor(aaltaT)
Visita a los laboratorios del Grupo de
Captura de CO2
CaO + CO2 → CaCO3←

22. Actualmente es la alternativa
tecnológicamente más desarrollada y la
que se considera económicamente viable
Ciclos de carbonatación-calcinación
para captura de CO2 en el INCAR
Visita a los laboratorios del Grupo de
Captura de CO2
También…
Combustión de biomasa con captura in situ
(CT La Robla, Fenosa)

23. 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

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

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

26. Rutas
científicas
Oviedo 2012
www.incar.csic.es
¡Síguenos!26