Jornada Captura y Almacenamiento de CO2

Experiencia de la Planta de Desarrollo Tecnológico de Captura de CO2 de CIUDEN

Benito Navarrete RubiaCIUDEN23 Junio 2010

Contenidos

ANTECEDENTES

LA NECESIDAD DE LA CACLOS PROCESOSDESARROLLO

LA EXPERIENCIA DE LA PDT DE CIUDEN

NATURALEZA Y OBJETIVOSLA PLANTA DE CAPTURAACTIVIDADES ALMACENAMIENTO

ANTECEDENTES

LA NECESIDAD

Antecedentes

4. ACEPTADASPOR LA SOCIEDAD

2.RESPETUOSASCON EL

MEDIO AMBIENTE

3. ECONÓMICAMENTEASEQUIBLES

1.CON SEGURIDAD DE

ABASTECIMIENTO

EL DESARROLLO ECONÓMICO SOSTENIBLE

REQUIERE

2. RESPETUOSASCON EL

MEDIO AMBIENTE

1. CON SEGURIDAD DE ABASTECIMIENTO

REQUIERE

FUENTES DE ENERGÍADIVERSIFICADAS

La contribución de la distintas opciones

http://www.iea.org/speech/2009/Tanaka/Tanaka_MEET.pdf

LAS TECNOLOGÍAS

Gases

Caldera

Nitrógeno

CO2

Escorias Yeso

Caliza

FILTRACIÓN

DeSOX

CAPTURA DE CO2

AguaCeniza volante

Carbón

DeNOx

Turbina de vapor

ENERGIA

Aire

NH3

Cómo capturar el CO2

por postcombustión

COMBUSTIBLE+

AIRE75 14 7 3 100

SOX

NOX PARTÍCULAS

% vol N2 CO2 H2O O2 VOL REL IMPUREZAS

COMBUSTIBLE+

O2 (30%) + CO2

6 83,5 7 3,5 65SOX

NOX PARTÍCULAS

% vol N2 CO2 H2O O2 VOL REL IMPUREZAS

Caldera

Nitrógeno

Escorias Yeso

Caliza

FILTRACIÓN

DeSOX

AguaCeniza volante

DeNOx

Aire

NH3

Aire

Separaciónaire

Nitrógeno

CAPTURA DE CO2

Gas de recirculaciónGas de recirculación

PURIFICACIÓNDE CO2

CO2

Gases

Cómo capturar el CO2

por oxicombustión

Turbina de vapor

ENERGIA

Carbón

O2

Aire

Gasificador

Gas

CO2

H2

EntalpíaAireSeparacióndel CO2 y

desulfuración

Turbinadegas

Turbinade vapor

O2

Electricidad

Separaciónde aire

Nitrógeno

Combustible

Filtración

Conversión(Shift)

Cenizas

2

1 22

CorrienteH2 % vol, aprox.

2 50

3 77

3

Cómo capturar el CO2

via precombustión

1

Captura de CO2:el camino a la innovación

Adaptado de Figueroa et al. 2008 – Int. J. Greenhouse Gas Control 2; 9-20.

POSTCOMBUSTIÓN

PRECOMBUSTIÓN

OXICOMBUSTIÓN

AMINAS

ABSORBENTESFÍSICOS

OXÍGENOCRIOGÉNICO

AMINASAVANZADAS

ABSORBENTESFISICOSAVANZADOS

ADSORBENTES

MEMBRANAS PBI

ITM

MEMBRANAS

LIQUIDOSIÓNICOS

PROCESOCAR

MEMBRANASENZIMÁTICAS

CALDERA OTM

TRANSPORTADORESDE OXÍGENO

PROCESOSBIOLÓGICOS

TIEMPO PARA COMERCIALIZACIÓN

RE

DU

CC

IÓN

DE

CO

ST

ES

ES

PE

RA

BL

E

NATURALEZA Y OBJETIVOS

CIUDEN, FUNDACIÓN CIUDAD DE LA ENERGÍA

MINISTERIODE INDUSTRIA

CIUDEN, Fundación Ciudad de la Energía

MINISTERIODE

CIENCIA EINNOVACIÓN

Una iniciativa del Gobierno español

MINISTERIO DE

MEDIO AMBIENTE

PRESIDENCIA DEL

PATRONATO

CIUDEN: Objetivos generales en CAC

Construir y operar un centro de

referencia mundial para el

desarrollo de tecnologías CAC

Plantas de captura,

transporte y almacenamiento

MEDIANTE

CIUDEN: Esquema de actuación y actores principales

Investigación aplicada

Desarrollo tecnológico en colaboración

Comercialización de tecnología y compartición de

conocimiento

UNIVERSIDADES,CENTROS DE

INVESTIGACIÓN,INFRAESTRUCTURAS

EUROPEAS

SUMINISTRADORES DE TECNOLOGÍA

COMPAÑÍAS ELÉCTRICAS,

SECTORESINDUSTRIALES

SUMINISTRADORES,NETWORKS DE LA

COMISIÓN EUROPEA

ASOCIACIÓN TECNOLÓGICA

LA PLANTA DE DESARROLLO TECNOLÓGICO DE CAPTURA

Las tecnologías de la Planta de CIUDEN en El Bierzo

Oxicombustión

Carbón

Pulverizado,

20 MWt

Lecho Fluido

Circulante,

30 MWt

deNOX

partículas

deSOX

Purificación y compresión de CO2

Los datos mas importantesde la Planta de Captura de CIUDEN

LUG

AR Cubillos del Sil,

9 Has. Colindante con

C.T. Compostilla II IN

VE

RS

IÓN

100 M € para construcción y

puesta en marcha

O&

M

8 M€/a en salarios y

suministros

Puesta en servicio: Septiembre de 2010

Ubicación

Planta de CIUDEN

CT Compostilla II, ENDESA

Diagrama de proceso simplificadoPHASE II

PREHEATING

TRAIN

AIR

DeNOX

FGR1

O2 STORAGEAND

VAPORISATION

15-30 MWth

CFB BOILER

O2

PREHEATING

FGR2

HIGH

EFFICIENCY

DeSOX

FROM COALPREPARATION

CFBBINC

MIXERS

BAG FILTER

PCBIN

20 MWthPC

BOILER

STACK

BAG FILTER

CO2

EXPANDER

COMPRESSION TRAIN

ABSORPTIONSECTION

CO2

FGR2 RECIRCULATION

FGR2 RECIRCULATION

La Planta de Captura

Las dos calderas y la preparaciónde combustibles

Grado de ejecución

EDIFICIOS TÉCNICOS

EN EJECUCIÓN

SISTEMA DE CONTROL

EN EJECUCIÓNCALDERA CPEN EJECUCIÓN

RECIRCULACIÓN Y MEZCLA DE GASES

EN EJECUCIÓN

CALDERA LFC EN EJECUCIÓN

INGENIERÍA DEINTEGRACIÓNEN EJECUCIÓN

COMPRESIÓN YPURIFICACIÓN DE CO2

EN LICITACIÓN

DEPURACIÓNDE GASES

EN EJECUCIÓN

PREPARACIÓN COMBUSTIBLEEN EJECUCIÓN

EDIFICIOS

TECNICOS

SISTEMA DE

CONTROL- CALDERA CP - PREPARACION

COMBURENTECALDERA

LFC PROCESADO DE

CO2

LIMPIEZA

DE GASES

PREPARACION

COMBUSTIBLEINTEGRACION

Actividades en captura de CO2

Planta Tecnológica de Captura de CO2

Estado de construcción

Estado de construcción

Caldera de carbón pulverizado, 20 MWtComienzo operación: Septiembre 2010

Estado de la Planta Tecnológica de Captura. Jun’10

Actividades en captura de CO2

Ensayos a escala de laboratorio

2008

PDT y ensayo de

quemadores

2012

Oxicombustión:Plantas de Desarrollo Tecnológico y ensayo

de quemadores industriales en el mundo

PDT + Almacenamiento En marcha CP, MW LFC, MW Combustible

CS Energy (AUST.) 2011 90 - CarbónVattenfall (DE)

Vattenfall (DE) 2008 30 - Lignito/Carbón

Total (FR) 2008 30 - Gas Natural

CIUDEN (ES) 2010 20 30 Antracita/Carbón/Cok

Doosan Babcock (UK) 2009 40 - Carbón

Alstom (USA) 2010 15 - Carbón

Hitachi Babcock (DE) 2011 30 - Carbón

Ensayo de oxiquemadores a escala industrial

2010 2011 2014 20152006 2007 2008 2009 2012 20132005

2010 2011 2014 20152006 2007 2008 2009 2012 20132005

Programación

DISEÑOORIGINAL

REVISIÓNDISEÑO

PROYECTO OXI CFB 300

VALIDACION DE ETAPAS DE PROCESO

OPERACIONPARA DTCONSTRUCCIÓN

COMPARTICIÓN Y DISEMINACIÓN

DE CONOCIMIENTO

INCORPORACIÓN DE

TECNOLOGÍAS INNOVADORAS

PERMISOS Y CONTRATACIONES

Los 6 proyectos CAC del EEPR

Belchatow

post

Jaënschwalde

Oxi PC

Rotterdam 2

post

Compostilla

Oxi CFB

Hatfield

pre

Porto Tolle

post

ACTIVIDADES DE CIUDEN EN ALMACENAMIENTO

Caracterización en superficie

Actividades en almacenamiento de CO2

Geología de superficie

Sondeos previos Muestreo de gases

Hidrología Estudios laboratorioHidrogeología

Sondeos

Sísmica 3D - Adquisición Imágenes subsuelo Procesado

Estructura subsuelo

Actividades en almacenamiento de CO2

Caracterización del subsuelo profundo

RETOS DE LAS TECNOLOGÍAS CAC

Adaptación de: J Heithoff . ZEP General Assembly. Oct 09

Retos de las tecnologías CAC

Incertidumbre sobre ciertos aspectos tecnológicos: operación, escalado, etc

Penalización de costes y energía

Intercambio información en entorno competitivo

Ausencia de legislación especifica

Necesidad regulación a largo plazo

Incertidumbre sobre futuro del carbón

Financiación incierta de Proyectos CAC (CE, EEMM, etc)

Incertidumbre sobre costes de tecnologías CAC

Desarrollo de nuevos instrumentos financieros

Poca información sobre CAC

Riesgo de rechazo por proximidad del emplazamiento

Tecnológico Regulatorio

Económico Percepción publica

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

FASE DE DEMOSTRACIÓN

CAC NO ES VIABLE ECONÓMICAMENTE.

CONTRIBUCIÓN PÚBLICA

NECESARIA

€/t CO2

Gap

Eco

nó

mic

o

FASE DEMO (~4GW)

FASE COMERCIAL INICIAL

(~20 GW capacidad instalada)

FASE COMERCIAL MADURA

(~ 80 GW capacidad instalada)

Previsión precio carbono; no incluido efecto regulatorio

Coste estimado CAC FASE COMERCIALCAC SE ESPERA

COMERCIALMENTE VIABLE, YA QUE

COSTES Y PRECIO CO2 ALCANZAN

NIVELES SIMILARES

El reto económico

Coste del CO2

Fuente: Carbon Capture & Storage: Assessing the Economics. The McKinsey Company. September 2008

Análisis del coste de CO2

para unidades en la fase comercial inicial

CAPTURA 25-321

TRANSPORTE 4-62

ALMACENAM3 4-12

TOTAL 35-50

€/t CO2 Evitado

Coste CO2 evitado

€/ t

CO

2 E

vita

do

Fase comercial

inicial( 2020+)

Fasecomercialmadura(2030+)

2015 2020 2030

10

0

20

30

40

50

60

70

80

10090

60 50

35

45

30

Fase demostración

( 2015)

90

El reto económico

PARLAMENTO Y CONSEJO EUROPEOS

Directiva sobre Almacenamiento Geológico de CO2

TRASPOSICION EN PROCESO

El reto legislativo

Mayores preocupaciones centradas en transporte y almacenamiento

Largo camino pero debe comenzar inmediatamente

Proyectos CAC a gran escala podrían ayudar si la estrategia es la adecuada

Poco informa

do acerca de la

transformación energética y su efecto en el

medio ambient

e

A favor de las EERR pero no a mayores precios

No preocupado por las tecnologías CAC pero en

contra de almacenar CO2 bajo tierra

Cree que el CO2 es tóxico

PÚBLICO

El reto de la percepción pública