Proyecto de investigación
Integración del Proceso Ca-Looping en Centrales de Energía Solar Concentrada para el Almacenamiento Termo-Químico de Energía
Responsable: José Manuel Valverde Millán / José Antonio Becerra Villanueva
Tipo de Proyecto/Ayuda: Plan Estatal 2013-2016 Retos - Proyectos I+D+i
Referencia: CTQ2017-83602-C2-2-R
Fecha de Inicio: 01-01-2018
Fecha de Finalización: 30-09-2022
Empresa/Organismo financiador/es:
- Ministerio de Economía y Competitividad
Socios:
- Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas (Luis Pérez Maqueda)
Equipo:
- Equipo de Investigación:
- Equipo de Trabajo:
- Francisco José Durán Olivencia
- José Manuel Pérez Ebrí
- Massimo Poletto
- José Javier Quispe Cancapa
- Matteo Carmelo Romano
- Francisco Varela Feria
- Vittorio Verda
- Carlos Ortíz Domínguez
Contratados:
- Investigadores:
- Francisco José Durán Olivencia
- Rahma Gannoun Ep Khalifa
- José Manuel Pérez Ebrí
Resumen del proyecto:
El desarrollo de tecnologías de almacenamiento de energía eficientes, de bajo coste, y respetuosas con el medio ambiente que permitan superar la inherente intermitencia en la generación de electricidad a partir de fuentes renovables es uno de los principales Retos al que se enfrenta nuestra Sociedad. Nuestra propuesta CALSOLAR se centra en el estudio del almacenamiento de energía en centrales de energía solar concentrada mediante la integración del proceso Ca-Looping, basado en la calcinación/carbonatación cíclica del CaCO3. Este proceso consistiría en usar las altas temperaturas alcanzables en el receptor solar para conducir la reacción endotérmica de descarbonatación. Los productos de la reacción (CaO y CO2) son almacenados por separado y, cuando la demanda lo hace necesario, son usados para llevar a cabo la reacción endotérmica inversa que libera el calor usado previamente.
En nuestro proyecto coordinado que concluye este año SOLARTEQH (Retos 2014) hemos propuesto un esquema de integración de las tecnologías CAL- SOLAR que permite alcanzar altos valores de eficiencia termoeléctrica con un ciclo cerrado de CO2 para la carbonatación y generación de potencia. En dicho esquema se han buscado condiciones de máximo rendimiento que favorecen al mismo tiempo la actividad multicíclica de precursores de CaO abundantes y no tóxicos como la caliza, dolomita o escoria de acería tratada. SOLARTEQH ha sido la base de una propuesta H2020 (SOCRATCES) que ha sido aprobada y cuyo objetivo es la demostración en planta piloto de la integración CAL-SOLAR. La presente propuesta CALSOLAR se fundamenta en los resultados obtenidos en nuestro proyecto SOLARTEQH fundamentado en la coordinación entre expertos en campos diversos como la ingeniería de procesos y la ciencia de materiales. CALSOLAR pretende continuar con esta sinergia con el fin de analizar algunos aspectos relevantes para la integración CAL-SOLAR que quedan por resolver tales como un análisis del calcinador solar, separación de gases, intercambiadores de calor sólido-sólido, temperatura de almacenamiento, carbonatación en condiciones de almacenamiento, propiedades de flujo de sólidos granulados a alta temperatura y correlación con su evolución microestructural, y efecto del sonoprocesado (subproyecto 2).
En el subproyecto 1, se analizará la actividad multicíclica de diversos materiales bajo condiciones que pueden afectar a la eficiencia del proceso como es la presencia de humedad en los reactores, el almacenamiento de los reactivos durante tiempos prolongados y en función de la temperatura, y la carbonatación en atmósfera de CO2 a alta presión. Estos experimentos serán llevados a cabo en condiciones del proceso que resultan del trabajo realizado en el subproyecto 2 donde asimismo deben usarse características del material como su actividad multicíclica que resulten de estos experimentos en condiciones realistas. Es de prever que esta necesaria coordinación entre ambos subproyectos permitirá la obtención de resultados de interés que podrán ser directamente testados en la planta piloto objeto del H2020 SOCRATCES. Esta planta piloto pondrá de manifiesto aspectos relevantes que requieran de una investigación más profunda a nivel de laboratorio y modelización que podrá ser llevada a cabo en CALSOLAR. El entorno de colaboración de diversos grupos y con diferentes instituciones extranjeras y empresas ofrecerá una formación de calidad y futuro profesional a los estudiantes pre-doctorales asociados a CALSOLAR.
