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DecarGas. Utilización de recursos fósiles sin emisiones

Ficha comercial

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Resumen

DecarGas abre el camino hacia el aprovechamiento de los recursos fósiles sin emisiones de CO2 en el sector químico y energético integrándolos en la economía del hidrógeno

La decarbonización de recursos fósiles, como el gas natural, puede producir de forma limpia hidrógeno y carbono puros. DecarGas propone el desarrollo de un reactor escalable industrialmente que posibilita el aprovechamiento de recursos primarios fósiles para la producción de hidrógeno y carbono puros en los sectores químico y energético. Se puede constituir en una solución tecnológica efectiva para el control de la emission de gases de efecto invernadero (como fue reconocido en la prestigiosa revista New Scientist), generando dos productos de alto potencial de comercializción. 

Decargas propone una tecnología para producer hidrógeno de alta pureza y carbon grafítico puro a escala industrial (ton/h) sin emisiones de CO2 en un único proceso, reduciendo drásticamente su coste e impacto ambiental

 
Descripción Tecnológica

Durante la decarbonización, los hidrocarburos se rompen térmicamente en hidrógeno y carbono. Este proceso es una técnica efectiva de captura de carbono con dos productos de valor:

  • Carbón grafítico con un alto potencial como material ligero estructural y alta conductividad térmica y eléctrica.
  • Hidrógeno puro producido a partir de recursos fósiles sin generar dióxido de carbono ni trazas de CO.

La descomposición térmica directa del metano se propuso en el pasado, pero su aplicación industrial no era tecno-económicamente viable. Hemos verificado la idoneidad de un innovador concepto de reactor de descomposición de metano basado en la su inyección en metal líquido que puede ser extrapolado a escala industrial y económicamente competitivo, constituyendo una alternativa viable para el aprovechamiento de gas natural salvaguardando el clima y facilitando la integración de un vector energético limpio como es el hidrógeno.


 

“El burbujeo de gas natural en un metal líquido permite la implementación a escala industrial de la decarbonización de recursos fósiles produciendo hidrógeno puro y capturando carbono sólido”

  • Se ha realizado la prueba de concepto de un reactor operando con estaño líquido a 1200 ºC, en el que se ha producido de forma sostenida 100W de hidrógeno con una tasa de conversión del 78%.
  • El análisis de ciclo de vida del proceso muestra un impacto ambiental de generación de hidrógeno menor que con reformado de gas natural, y comparable con la tecnología de electrólisis eólica. 
 
Necesidades de Mercado

Energía

  • Los combustibles fósiles cubren el 80% de la demanda mundial de energía. Una tecnología que evite sus emisiones es una necesidad hasta que se desarrolle un sistema energético sostenible. 
  • Las industria química, refinerías y fábricas de amoniaco, requieren grandes cantidades de hidrógeno. Una fuente limpia y efectiva de hidrógeno libre de emisiones reduciría enormemente su actual impacto ambiental.

Medioambiente

  • La reducción de emisiones de gases de efecto invernadero es obligatoria para limitar el cambio climático.
  • Medidas normativas medioambientales penalizarán tecnologías que emitan CO2.
  • La disponibilidad de tecnologías de bajas o nulas emisiones en el sector de los fósiles son necesarias para evitar el colapso de los sectores energético y químico.

Materiales

  • Las nuevas tecnologías relacionadas con el uso de carbono, fibras de carbono y grafeno tendrían un desarrollo rápido si su materia prima fuera barata y libre de emisiones.

“Soluciones para procesos industriales y energéticos basadas en fósiles son necesarias para controlar emisiones de gases de efecto invernadero”

 
Potencial de Mercado

Energía

  • Se estima que harán falta del orden de 400 Mtep (toneladas equivalentes de petróleo de hidrógeno en el 2050 [World Energy Technology Outlook 2050, E. C.]
  • En el sector transporte se prevé la existencia del orden de 3000 hidrogeneras sólo en Alemania en 2030[E4tech. The Economics of a European Hydrogen Automotive Infrastructure].

Medioambiente

  • La generación de 100 Mtep de hidrógeno con decarbonización produciría 104 Mton de carbono, evitando la emisión de 256 or 627 Mton de CO2 si se hiciera con reformado de gas o gasificación de carbón.
  • Tecnología de captura y secuestro de carbono.
  • Necesaria para cumplir con acuerdos medioambientales internacionales manteniendo la competitividad de la industria.

Materiales

  • El desarrollo de tecnología de grafeno y otros compuestos de carbono requerirán fuentes de carbono puro barato y limpio.
 
Ventajas Competitivas de la Solución

  • Costes de generación de hidrógeno entre 1,5 y 3 €/kg, dependiendo del precio del gas natural. Costes más competitivos en función del precio de venta del carbono.
  • Suponiendo un 50% de penetración mundial en procesos de generación de amoniaco, se puede producir reducción de emisiones del orden del 0,5% de las emisiones totales generadas por el hombre.
  • Emisiones totales en su ciclo de vida similares al de la electrólisis eólica (4 kgCO2/kgH2)
  • Se elimina el riesgo de fuga de CO2 en su aplicación a captura y secuestro de carbono.
  • No requiere uso de catalizadores y permite el escalado de la descomposición de metano hasta tasas de generación de hidrógeno y carbono de cientos de ton/h 

 
Referencias

  • La prueba de concepto ha sido verificada en el marco de una colaboración con dos centros alemanes (KIT e IASS) con la coordinación técnica de la UPM y la supervisión del Premio Nobel Prof. Rubbia.
  • Mereció la portada de la revista “New Scientist” del 8 de Octubre de 2016 como tecnología clave de futuro.
  • Los resultados del desarrollo se han validado con la publicación de 10 artículos en revistas científicas de impacto. 
 
Grado de Desarrollo

  • Concepto
  • Investigación
  • Prototipo-Lab
  • Prototipo Industrial
  • Producción
 
Contacto

Contacto solución tecnológica

Alberto Abánades Velasco

e: abanades@etsii.upm.es

Contacto UPM

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Centro de Apoyo a la Innovación Tecnológica – UPM 

e: innovacion.tecnologica@upm.es

 
S2i 2018 Observatorio de investigación @ UPM con la colaboración del Consejo Social UPM
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