Rutas científicas

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

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

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

4. INCAR vista aérea

5. Instalaciones Entrada salón actos Edificio principal Nave Edificio polivalente

6. Líneas de investigación

8. Programa

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

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 Renovables <10% Sucias (CO2) >78% Nuclear>12% Consumoenergíaprimarias 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. Todos somos responsables ¿Cómo se consume la energía?

12. CO2 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

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

15. 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

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

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

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

20. C. Bituminosos bajos volátiles Antracitas SMK C. Bituminosos altos y medios volátiles Visita a los laboratorios del Grupo de Procesos Energéticos y Reducción de emisiones Oxico-combustión de carbón y biomasa Oxicombustión vs combustión Reactor de flujo en arrastre O2/CO2 O2/N2

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

22. Visita a los laboratorios del Grupo de Captura de CO2 Ciclos de carbonatación-calcinación para captura de CO2 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)

23. 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

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

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

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