SOLAR-JET: un proyecto de síntesis de keroseno a partir de agua y CO2

Autor: J.L.G. Fierro, Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, CSIC, Cantoblanco, 28049 Madrid

En el proyecto SOLAR-JET, financiado por el 7PM de la Unión Europea se abordó la producción de combustible sintético de aviación utilizando agua y CO2 como materias primas en un proceso termoquímico de alta temperatura acoplado a un equipo Fischer-Tropsch de síntesis de hidrocarburos. Si bien el producto obtenido es una mezcla de hidrocarburos, la fracción de keroseno con una densidad de energía elevada resulta particularmente atractiva. El análisis del ciclo de vida proporcionó una emisión de gases de efecto invernadero de 0.49 kg de CO2 por litro, cifra que contrasta con 3.03 kg CO2 por litro que produce el combustible convencional.  El vapor de agua y el dióxido de carbono (CO2) pueden convertirse en un combustible solar termoquímico mediante el uso de energía solar térmica a muy elevada temperatura. En un estudio reciente se ha analizado la producción de este combustible y se encontró que, bajo condiciones apropiadas de reacción, el coste del combustible  líquido resulta del orden de 1.28 Euros por litro, con producción simultánea de gases de efecto invernadero próxima a cero. Si bien el producto obtenido es una mezcla de hidrocarburos, resulta particularmente atractiva la fracción de keroseno con una densidad de energía elevada.

En la  actualidad el transporte utiliza combustibles derivados mayoritariamente del petróleo los cuales tienen un impacto ambiental negativo. Otras opciones como la electricidad y el hidrógeno podrían ser portadores de energía alternativos para automoción, pero para aviación no resultan adecuados ya que no reúnen el requerimiento de elevada densidad de energía y potencia. Por esta razón, tanto el keroseno derivado del petróleo como el sintético son las opciones del combustible para aviación. Los biocombustibles utilizados como sustitutos del keroseno son todavía bastante caros y la tierra utilizada para cultivar las plantas que los producen compite con la que se utiliza para producir semillas utilizadas en alimentación. Puesto que este proceso permite obtener un combustible de aviación de forma segura, sostenible y escalable, puede hacer que la industria de aviación europea adquiera una posición de ventaja en el mercado global.

Los equipos que han participado en el programa SOLAR-JET combinaron las competencias necesarias para realizar los objetivos entre los que cabe mencionar un simulador solar de flujo elevado, el estado del arte de la simulación del proceso y el software apropiado para reducir el número de experimentos, así como la unidad Fischer

 

Figura 1. Diagrama de bloques el proceso combinado de producción de combustible de aviación sintético a partir de agua y CO2.

Tropsch de producción de keroseno por primera vez. En la Figura 1 se presenta un esquema simplificado del proceso completo. El keroseno sintético puede usarse como mezcla al 50% con la fracción obtenida a partir de petróleo. Si bien se ha estimado que el keroseno producido en el proceso solar termoquímico-FT tiene un impacto ambiental menor que el derivado del petróleo, se ha realizado un análisis del ciclo de vida y de las emisiones de gases de efecto invernadero del combustible. Para ello se consideró una planta teórica capaz de producir 1000 barriles por día (30 galones por minuto), instalada en una región que recibe 2500 kW/m2 de energía solar, sin aporte de calor o electricidad y utilizando CO2 del aire y agua de mar. El análisis del ciclo de vida proporcionó una emisión de gases de efecto invernadero de 0.49 kg de CO2 por litro, cifra que contrasta con 3.03 kg CO2 por litro que produce el combustible convencional.  

Referencia   

[1]        http://www.solarjet.aero 2

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