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Energetica189_septiembre2019

ENERGÍA SOLAR DE CONCENTRACIÓN SUN-to-LIQUID: producción de combustible líquido neutro en carbono a partir de agua,CO2 y energía solar concentrada Este proyecto europeo establece una ruta radicalmente diferente a las basadas en el uso de biomasa o de petróleo para la síntesis de hidrocarburos líquidos, utilizando únicamente recursos abundantes como agua, CO2 previamente capturado de la atmósfera y energía solar concentrada. MANUEL ROMERO1, JOSÉ GONZÁLEZAGUILAR1, ANDREAS SIZMANN2, VALENTIN BATTEIGER2, CHRISTOPH FALTER2, ALDO STEINFELD3, STEFAN ZOLLER3, STEFAN BRENDELBERGER4, DICK LIEFTINK5 1 IMDEA ENERGÍA. 2 BAUHAUS LUFTFAHRT. 3 ETH ZÜRICH, SONNEGGSTR ZÜRICH, SUIZA. 4 CENTRO AEROSPACIAL ALEMÁN (DLR). 5 HYGEAR El sector de la aviación presenta un crecimiento sostenido en sus emisiones de CO2 motivado por el importante aumento del número de pasajeros y kilómetros recorridos, del orden del 5% anual. Con este notable incremento, las reducciones de un 1,5% que recientemente se han conseguido en el consumo específico anual de combustible, gracias a las mejoras tecnológicas en los aviones, no son suficientes para reducir o al menos estabilizar las emisiones en las próximas décadas. A diferencia de los coches, los aviones son muy sensibles al peso, lo que introduce importantes limitaciones en la energía que pueden llevar almacenada. Por este motivo, los aviones de largo recorrido seguirán en el futuro teniendo que utilizar combustibles líquidos basados en hidrocarburos. Sin embargo, la industria de la aviación se ha adherido a los programas de reducción de emisiones y se ha fijado importantes objetivos. Tomando como punto de partida el año 2020, se pretende mantener un crecimiento neutro en carbono y llegar incluso en el año 2050 a reducir en un 50% las emisiones de CO2, con respecto a las del año 2005. Resulta indudable, que se debe abordar sin demora la introducción de combustibles sintéticos alternativos en las aeronaves que presenten una tasa de emisiones de CO2 específicas muy inferior a la de los combustibles convencionales. El proyecto europeo H2020 SUN-to- LIQUID (http://www.sun-to-liquid.eu/) aborda este reto, estableciendo una ruta radicalmente diferente a las basadas en el uso de biomasa o de petróleo para la síntesis de hidrocarburos líquidos, utilizando únicamente recursos abundantes como agua, CO2 previamente capturado de la atmósfera y energía solar concentrada. Para ello se utiliza un sistema de concentración solar que promueve un ciclo de reducciónoxidación termoquímica que tiene lugar en un reactor solar a altas temperaturas y utilizando para ello todo el espectro solar. En dicho reactor solar se genera gas de síntesis que posteriormente es enviado a un reactor Fischer-Tropsch para la producción del hidrocarburo líquido (Figura 1). De este modo se consigue integrar de manera termodinámicamente favorable todo el proceso y conseguir una alta eficiencia energética en la conversión y la expectativa de una competitividad económica. El proyecto comenzó en enero de 2016 y finalizará el 31 de diciembre de 2019, estando formado el consorcio por Bauhaus Luftfahrt (coordinador), ETH Zúrich, IMDEA Energía, DLR, HyGear. Abengoa Energía y Arttic. Durante su ejecución se ha conseguido en un plazo de tan sólo dos años construir y comisionar una instalación experimental que ha permitido demostrar de manera integrada todo el proceso. La instalación se encuentra ubicada en una parcela de 2.500 m2 cedida por el Ayuntamiento de Móstoles y adyacente a la sede del Instituto IMDEA Energía, en el Parque Tecnológico de Móstoles (Figura 2). La instalación SUN-to-LIQUID consta de tres sistemas principales: i) un concentrador solar de 250 kW diseñado específicamente para alcanzar altos flujos pico de radiación, por encima de 3.000 kW/m2 sobre la apertura del reactor químico, lo cual excede notablemente los valores típicos de flujo utilizados en centrales termosolares comerciales para producción de electricidad (1.000 kW/m2), ii) un reactor termoquímico solarizado de 50 kW que produce gas de síntesis (mezcla de H2 y CO en una proporción 2,2/1), a partir de H2O y CO2 mediante el uso de un material de óxido de cerio que es sometido a ciclos continuados de reducción y oxidación, y iii) una planta de conversión de gas a liquido (GtL), que incluye un compresor, un sistema de almacenamiento del gas de síntesis y un reactor Fischer-Tropsch (FT). El campo de helióstatos, ha sido diseñado por IMDEA Energía, y consta de 169 unidades de pequeña superficie (3 m2). Los espejos han sido curvados esféricamente y Fig. 1: Esquema del ciclo termoquímico solarizado utilizado para la producción del combustible líquido mediante la integración con un reactor Fischer-Tropsch. 62 energética XXI · 189 · SEP19


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