Análisis de Ciclo de Vida comparativo de sistemas Power-to-Methane con CO2 proveniente de centrales térmicas convencionales y con transportadores de oxígeno

Abstract

Para cumplir con el principal objetivo del Acuerdo de Paris en 2015 de mantener el aumento de la temperatura global por debajo de 2oC, en la Unión Europea se quiere conseguir un 20 % de penetración de energías renovables en la energía final para 2020. En un reciente modelo se espera que en 2030 en España un 29.7 % de la energía final generada sea de origen renovable, y se predice que los vertidos de renovables, definidos como la energía generada que no ha podido ser vertida a la red eléctrica crezcan hasta un 2.7 % de la energía generada (4400 GWh)1. Estos vertidos se generan al no existir sistemas de almacenamiento de energía que acumulen la energía excedente en los momentos en los que la demanda es baja y la producción de renovables es alta. Existen varias ideas para el almacenamiento de esta energía, siendo la generación de hidrógeno por electrólisis de agua (Power-to-Gas), la que mejores expectativas tiene de implantación gracias a que puede almacenar con flexibilidad distintas cantidades de energía dependiendo del excedente generado, además de no depender de la topografía del entorno. El hidrógeno generado con los vertidos de renovables puede tener varios usos, entre ellos el de ser transformado en gas natural sintético (Power-to-Methane). La fuente de carbono es el CO2, que puede provenir de centrales eléctricas u otras industrias que emitan este gas a gran escala y dispongan de la tecnología necesaria para capturarlo. De esta manera se conseguiría aprovechar los vertidos de renovables, reutilizar CO2 y producir un combustible. La captura de CO2 en centrales térmicas puede llevarse a cabo en los gases de postcombustión mediante un sistema de absorción con aminas. Sin embargo, durante los últimos años la tecnología de captura basada en transportadores de oxígeno (TO) se ha convertido en una de las opciones con mayor potencial dentro de las tecnologías de captura ya que permite la captura inherente de CO2 durante la combustión. En esta tecnología el oxígeno necesario para la combustión es aportado por un transportador de oxígeno (óxidos metálicos) evitando así la mezcla de aire-combustible. De esta manera, los gases de salida están compuestos fundamentalmente de agua y CO2, facilitándose así su separación. En este trabajo se propone un análisis de ciclo de vida (ACV) comparativo entre sistemas power-to-methane que utilizan CO2 como fuente de carbono proveniente de centrales eléctricas con captura de CO2 por aminas y con TO.