SUNtoLIQUID: Producción de queroseno a partir de energía solar
Hito mundial en la produción de combustible solar: SUN-to-LIQUID produce queroseno solar a partir de energía solar, agua y CO2
Autores: Manuel Romero Álvarez y José González Aguilar.
La transición desde los combustibles fósiles a los combustibles de origen renovable es uno de los retos más importantes a los que nos enfrentamos para el futuro. El proyecto SUN-to-LIQUID aborda este reto con el objetivo de producir combustibles renovables para el transporte a partir de agua y CO2 utilizando energía solar concentrada. El proyecto, que recibe financiación de la UE y de Suiza, acaba de demostrar con éxito la primera síntesis de queroseno solar. “La tecnología solar en la que se fundamenta SUN-to-LIQUID y su planta química integrada se han podido validar experimentalmente en condiciones reales de operación relevantes para su desarrollo industrial”, afirma el Prof. Aldo Steinfeld del ETZ de Zúrich, quien lidera el desarrollo del reactor químico utilizado en el proceso termoquímico solarizado. “Esta demostración tecnológica podría tener importantes consecuencias para el sector del transporte, especialmente para la aviación de larga distancia, así como para el sector naval, pues dependen totalmente del repostaje de combustibles líquidos”, ha anunciado el coordinador del proyecto, el Dr. Andreas Sizmann de Bauhaus Luftfahrt, “Estamos ahora un poco más cerca de vivir en un sistema basado en la generación energética renovable en vez de quemar nuestra herencia energética fósil. Se trata de un paso necesario para proteger nuestro medio ambiente.”
Desde el laboratorio al campo solar
En el proyecto europeo precedente, denominado SOLAR-JET, se desarrolló la tecnología de base y se realizaron los primeros ensayos de producción de combustible de turbinas de aviación a escala de laboratorio. El proyecto SUN-to-LIQUID ha llevado a cabo el cambio de escala de la tecnología para la realización de los primeros ensayos con radiación solar real en una torre solar. Para llevar a cabo esta demostración, se ha construido una planta de concentración solar ubicada en el Instituto IMDEA Energía de Móstoles, España. Según nos explica el Dr. Manuel Romero de IMDEA Energía, “Se dispone de un campo de heliostatos, espejos que siguen en todo momento la posición del sol, que consigue concentrar 2.500 veces la radiación solar – tres veces más de la concentración utilizada en las torres solares comerciales habitualmente utilizadas para producir electricidad”. Este flujo tan intenso de energía solar, que ha sido verificado por el sistema de medida de flujo desarrollado para este proyecto por el Centro Aerospacial Aleman (DLR), permite que se alcancen temperaturas de más de 1.500 ºC en el interior del reactor solar que se ubica en la parte superior de la torre. El reactor solar, desarrollado por el ETH de Zúrich, produce gas de síntesis, una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono, a partir de agua y CO2 mediante un ciclo termoquímico de reducción-oxidación. Posteriormente, dicho gas se transforma en queroseno in-situ mediante una planta química de transformación gas-a-líquido y que ha sido desarrollada por la empresa holandesa Hygear.
Suministro ilimitado de combustible medioambientalmente sostenible
Comparado con los combustibles de turbinas de aviación de origen fósil, las emisiones netas de CO2 a la atmósfera se pueden llegar a reducir en más de un 90%. Además, dado que el proceso solarizado utiliza recursos abundantes y que no compiten con la producción de alimentos, se puede aplicar para cubrir la futura demanda mundial de combustible sin necesidad de remplazar la actual infraestructura de distribución, almacenamiento y utilización del combustible líquido.
Datos del proyecto
SUN-to-LIQUID es un proyecto con una duración de cuatro años que recibe financiación del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea y de la Secretaría de Estado de Educación, Investigación e Innovación de Suiza (SERI). El proyecto comenzó en enero de 2016 y finalizará el 31 de diciembre de 2019. En el consorcio SUN-to-LIQUID se congregan centros de investigación y empresas europeas del ámbito de la producción termoquímica de combustibles solares, como ETH Zúrich, IMDEA Energía, DLR, Abengoa y HyGear Technology & Services B.V. El coordinador del proyecto, Bauhaus Luftfahrt e.V., es también responsable de análisis tecno-económico de la tecnología. ARTTIC apoya al consorcio de investigación en las labores de gestión y comunicación.
Para más información https://www.sun-to-liquid.eu/
https://www.youtube.com/watch?v=paNEpYNLcY4
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Bauhaus Luftfahrt (Coordinador del Proyecto)
Bauhaus Luftfahrt es una institución de investigación interdisciplinar financiada por cuatro compañías aeronáuticas, Airbus Group, Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft (IABG), Liebherr-Aerospace y MTU Aero Engines, y por ayudas del Ministerio de Asuntos Económicos, Comunicación, Energía y Tecnología de Baviera. Se trata de una asociación sin ánimo de lucro orientada a actuar como un think-tank internacional. El equipo de unos 50 empleados trabaja en la movilidad del futuro en general y, más en particular, en el sector aéreo. El objetivo del centro de investigación es analizar el complejo sistema de la aviación desde diferentes puntos de vista. En cada proyecto, los aspectos técnicos, económicos, sociales y ecológicos son considerados holísticamente. www.bauhaus-luftfahrt.net
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
El Centro Aerospacial Alemán (DLR) es el centro de investigación en aeronáutica y espacial de Alemania. Su extenso trabajo de investigación en aeronáutica, espacio, energía, transporte, seguridad y digitalización se integra en iniciativas de colaboración nacional e internacional. Además de llevar a cabo su programa propio de investigación, en su calidad de agencia alemana del espacio, DLR tiene la responsabilidad de planear y ejecutar el programa aeroespacial alemán. DLR es también el paraguas que coordina una de las agencias nacionales de gestión de proyectos.
DLR cuenta con aproximadamente 8.000 empleados en 20 localidades de Alemania: Colonia (sede), Augsburgo, Berlín, Bonn, Braunschweig, Bremen, Bremerhaven, Dresden, Goettingen, Hamburgo, Jena, Jülich, Lampoldshausen, Neustrelitz, Oberpfaffenhofen, Oldenburg, Stade, Stuttgart, Trauen y Weilheim. DLR tiene oficinas propias en Bruselas, París, Tokio y Washington D.C. www.DLR.de
ETH Zurich (Swiss Federal Institute of Technology, Zurich)
ETH Zúrich se asienta en auténticos valores suizos tales como la responsabilidad individual, el espíritu emprendedor y el mantenimiento de una mente abierta. La universidad de ciencia y tecnología se creó en el año 1855, cuando los fundadores de la Suiza moderna lo concibieron como un centro de innovación y conocimiento. Cuenta con 530 profesores y alrededor de 21.400 estudiantes, incluyendo 4.200 estudiantes doctorales, de más de 120 países. Las temáticas de investigación son muy variadas: ciencias naturales, ingeniería, arquitectura, matemáticas, ciencias aplicadas, gestión y ciencias sociales. Los resultados e innovaciones de ETH se canalizan hacia algunos de los sectores de alta tecnología de Suiza como la informática, micro y nanotecnología o la medicina puntera. Cada año ETH registra 100 nuevas patentes y 200 invenciones de promedio. Desde 1996, la universidad ha generado un total de 407 empresas de base tecnológica. ETH tiene además una excelente reputación en los círculos científicos pues cuenta con 21 premios Nobel que han estudiado, enseñado o investigado en sus centros. En las listas internacionales de reputación ETH figura normalmente como una de las universidades de cabeza. www.ethz.ch
Instituto IMDEA Energía
La Fundación IMDEA Energía fue creada en noviembre de 2006 por el Gobierno de la Comunidad de Madrid, con el fin de promover investigación e innovación en el ámbito de las tecnologías energéticas. El objetivo último de la Fundación es alcanzar y transferir resultados científicos y tecnológicos de impacto que puedan contribuir al desarrollo del futuro sistema energético sostenible, estableciendo fuertes lazos con las principales empresas del sector energético. Las líneas de investigación de IMDEA Energía se focalizan hacia el desarrollo de las energías renovables y de las tecnológicas energéticas limpias. En la actualidad son temas prioritarios de investigación la producción de combustibles limpios; la energía solar; el almacenamiento de energía; la gestión inteligente de la demanda de electricidad; la eficiencia energética y la valorización de las emisiones de CO2. La investigación en energía solar tiene como principal objetivo el desarrollo de sistemas modulares, eficientes, gestionables y competitivos basados en las tecnologías de concentración solar para la generación eléctrica, el calor de proceso industrial y la producción de combustibles solares y productos químicos. www.energia.imdea.org
Abengoa
Abengoa es una compañía internacional que aplica soluciones tecnológicas innovadoras para el desarrollo sostenible en los sectores de infraestructuras, energía y agua. Abengoa tiene una extensa experiencia en la ingeniería, construcción, montaje y puesta en marcha de plantas de generación eléctrica con tecnologías de ciclo abierto, ciclo combinado, cogeneración, parques eólicos, plantas termosolares y fotovoltaicas, y de biomasa que exceden los 12.800 MW de capacidad instalada. Abengoa desarrolla proyectos llave en mano en todas las áreas en las que desarrolla su cadena de valor: desarrollo, ingeniería, compra, construcción y puesta en marcha, así como operación y mantenimiento. Abengoa dispone de su propia tecnología termosolar y se ha convertido en un líder mundial en la construcción de plantas termosolares, con un 34 % de la potencia instalada en el mundo. El desarrollo tecnológico sigue siendo la clave para la competitividad de Abengoa en proyectos de alto valor añadido. La empresa sigue involucrada en proyectos de I+D que permiten mejorar la eficiencia de sus productos y servicios actuales, así como en la adquisición de nuevos conocimientos. Hasta 2018, la inversión acumulada en I+D ha alcanzado los 800 M€ y ha dado lugar a la obtención de 342 patentes. www.abengoa.es
HyGear
HyGear Technology & Services B.V. es una PYME ubicada en Arnhem, Países Bajos, que se dedica al desarrollo y fabricación de pequeñas plantas de procesado y purificación de gases. La empresa ha desarrollado tecnología propietaria de generadores de hidrógeno in-situ (Hy.GEN), y sistemas de purificación de gas (Hy.REC) para aplicaciones industriales. HyGear ofrece comercialmente estos sistemas mediante contratos tipo “gas como servicio” para suministrar gases como hidrógeno, oxígeno o nitrógeno producidos localmente y a coste competitivo. La misión de HyGear es avanzar hacia el mercado el uso de pequeñas plantas químicas. Algunas de sus nuevas tecnologías, como las pequeñas plantas gas a líquido (Gas-to-Liquid) y los sistemas de ultra purificación de gases (Gas.PURE) ya son demandadas por el mercado. www.hygear.com
ARTTIC
Creado en 1987, ARTTIC es un proveedor europeo independiente de servicios de gestión, especialmente en el área de grandes proyectos internacionales de I+D. ARTTIC cuenta con oficinas en Francia, Bélgica, Alemania e Israel. ARTTIC es una PYME con una plantilla de 60 empleados.
ARTTIC proporciona soporte práctico en todos los aspectos de gestión de proyectos internacionales de I+D. Sus servicios incluyen el análisis de viabilidad de los proyectos, la búsqueda de socios tecnológicos, formación de consorcios, desarrollo de la propuesta, apoyo en la negociación de contratos, gestión del proyecto en marcha y ayuda en la difusión y explotación de los resultados obtenidos. www.arttic.eu
Contacto: José González Aguilar, jose.gonzalez@imdea.org
Este proyecto ha recibido financiación del programa de Investigación e innovación de la Unión Europea Horizonte 2020 bajo contrato No 654408.
Las actividades desarrolladas por el miembro ETH Zúrich han sido financiadas por la Secretaría de Estado Suiza de Educación, Investigación e Innovación (SERI) bajo contrato No 150330.
