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Rutas científicasOviedo 2012

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Bienvenidos al INCAR

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Química, energía, medio ambiente y materiales

Área científico técnica 8:Ciencia y Tecnologías Químicas

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Más de 15000 personas al servicio del progreso científico y tecnológico

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InstalacionesEdificio principal

Edificio polivalente

Entrada salón actos

Nave

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Líneas de investigación

Materiales para aplicaciones

estructurales, energéticas y

medioambientales

Tecnologías limpias para la conversión y el uso del

carbón

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Programa

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)

INCAR, OCTUBRE 2012

Energía y cambio climáticoCombustibles fósiles limpios como paso intermedio hacia una energía sostenible

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El punto de partidaProducimos 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)

Renovables <10%

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)

Sucias (CO2) >78%

Nuclear>12%

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¿Cómo se consume la energía?

Todos somos responsablesLas 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

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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

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Consecuencias del Cambio climáticoDisminución 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

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1910

2004

1905

2004

Glaciar de Monte Perdido (Huesca)

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Punto de partida 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

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¿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

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El ciclo de la biomasa

Globalmente: CO2=0(siempre que no se use energía “sucia” en la transformación)

+

Fotosíntesis y crecimiento

Biomasa

Transformaciónen Biocombustibles

Utilización

CO2

¿Qué opciones tenemos para reducir las emisiones de CO2?

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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…

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Co-gasificación de carbón y biomasaGasificador 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

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Oxi co-combustión de carbón y biomasa

Reactor de flujo en arrastre

0

20

40

60

80

100

0 50 100

Conversión en aire (%)

Co

nve

rsió

n o

xych

ar

21

(%

)

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

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Calcinador

CO2

Humos“sin” CO2

Carbonatador

Humosde CO2

CaO

CaCO3

Calor (a alta T)

Cal

or (a

alta

T)

Visita a los laboratorios del Grupo de Captura de CO2

CaO + CO2 → CaCO3←

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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)

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Reducción de emisiones de elementos traza en el INCAR

Elementos traza en carbones: Depuración de carbonesFormas de combinación

Evaluación de los problemas originados en los procesos de utilizaciónComportamiento de elementos traza en la combustión del carbónContaminación de suelosMedidas de relaciones isotópicas para identificación de fuentes de contaminación

Control de emisionesLimpieza de gases en procesos de combustión, y gasificación

Visita a los laboratorios del Grupo de Contaminación por metales

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Reducción de emisiones de mercurio en el INCAR

Sistema captura de partículas

Sistema de desulfuración

“Lavado” del carbón

Inyección sorbentes

InfluenciaSistemas

SCR

Hg – ceniza volante

Sorbentes regenerables fin de ciclo

Hg 2+

Visita a los laboratorios del Grupo de Contaminación por metales

INCAR-CSICVisita a los laboratorios de Preparación de muestras y Análisis

Cenizas Microanálisis elemental (C H N O S)

Análisis inmediato Calorímetros

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