Publicado por Aimplas el Jueves, 12 Noviembre 2020
El proyecto europeo GRAMOFON coordinado por AIMPLAS ha permitido desarrollar un innovador proceso de captura de CO2 basado en nuevos nanomateriales y en energía microondas.

Objetivos de la iniciativa

El objetivo del proyecto Gramofon es desarrollar un innovador proceso de captura de las emisiones industriales de CO2 basado en nuevos nanomateriales y en energía microondas que permita luchar contra el cambio climático a un coste inferior al que tienen estas tecnologías actualmente.

La tecnología de captura y almacenamiento de carbono ya se ha empleado en la Unión Europea de forma significativa y eficaz para alcanzar los objetivos de reducción de emisiones de gases con efecto invernadero. De hecho, cuenta con un potencial de reducción de las emisiones de las industrias del 90% que es muy valioso en la lucha contra el cambio climático. La tecnología existente en la actualidad consiste en la captura y modificación de estos gases mediante aminas líquidas, con un gran coste energético, así como su posterior almacenamiento bajo tierra.

La propuesta de los socios del consorcio de GRAMOFON pasa por lograr un nuevo proceso eficiente y de bajo coste empleando nuevos materiales nanoestructurados para capturar las emisiones industriales de CO2, así como energía microondas para su extracción y posterior uso.

Resumen de la iniciativa

El proyecto europeo GRAMOFON ha permitido desarrollar un innovador proceso de captura de CO2 basado en nuevos nanomateriales y en energía microondas. De esta forma, se ha logrado contribuir al ODS número 13 de las Naciones Unidas de Acción por el Clima a través de la descarbonización con la importante ventaja de hacerlo a un coste inferior al que tienen las tecnologías empleadas hasta ahora.

Durante los 42 meses de duración del proyecto, se han desarrollado innovadores materiales y sistemas eficientes de captura de CO2 procedentes de emisiones industriales de tipo postcombustión. Concretamente, materiales como los aerogeles de grafenomodificados, o los MOFs (Metal Organic Frameworks) han mostrado capacidades muy elevadas de captura de CO2 y de una manera muy selectiva frente a otros gases.

Estos materiales tienen la particularidad de absorber eficazmente la radiación de microondas. Esto ha permitido, además, desarrollar un sistema de calentamiento por microondas para desorber el CO2 capturado con un coste energético muy reducidofrente a otras opciones térmicas más tradicionales.

En una última etapa del proyecto también se han vislumbrado interesantes propiedades de estos materiales adsorbentes, como por ejemplo su carácter catalítico. Así, su empleo en la síntesis de productos químicos de alto valor añadido como fueles, alcoholes, carbonatos o poliuretanos hará posible una reducción del uso de CO2 empleado hasta ahora en estos procesos industriales de la llamada química fina. El conocimiento adquirido en estos años sobre los adsorbentes de CO2 permite abrir grandes posibilidades de futuro en la implantación de estos nuevos sistemas eficaces en plantas industriales que reduzcan de manera evidente las emisiones de CO2.

El proyecto ha contado con un presupuesto de 4,2 millones de euros y en él han participado un total de nueve socios entre empresas, universidades y centros tecnológicos y ha recibido financiación del programa de investigación e innovación de la Unión Europea Horizonte 2020 bajo el acuerdo de subvención número 727619. Coordinado por AIMPLAS, y en cooperación con Corea delSur, en el proyecto también han participado el Organismo Público de Investigación francés CNRS, la Universidad belga de Mons, el centro de investigación alemán Fraunhofer ICT, la empresa española Graphenea, la empresa holandesa Process Design Centre, la empresa británica e2v, la empresa irlandesa MOFTech, y el Centro de Investigación en Tecnología Química surcoreano KRICT.

Capacidad de reducción o absorción de CO2

El proyecto colaborará en proporcionar a la ciudadanía un medio ambiente más limpio y seguro, reduciendo y valorizando lasemisiones de CO2 industriales. La mejora ambiental producida, contribuirá a la descarbonización de la economía mediante la reducción de las emisiones decarbono, sobre todo en forma de dióxido de carbono. A su vez, mejorará la calidad ambiental de las ciudades y de las zonasindustriales.

Se trata de un proyecto alineado con los criterios de la Economía Circular. Según los datos de la Comisión Europea, este nuevo modelo productivo es más respetuoso con el medio ambiente y el desarrollo local aportando 1,8 billones de euros al crecimiento económico mundial hasta 2020, lo que se traducirá en un aumento del 7 % del producto interior bruto (PIB). El paso de un modelo económico lineal a uno circular, basado en un desarrollo sostenible, generaría 160.000 nuevos puestos detrabajo en España hasta 2020, de acuerdo con los datos de la Comisión Europea (CE), que calcula que en todo el mundo se podrían crear hasta tres millones de empleo en el mismo periodo.

De manera cuantitativa, el desarrollo de los nuevos materiales en el proyecto ha permitido alcanzar importantes hitos económicos y medioambientales relacionados con la industria del CO2. Concretamente, el coste energético del proceso de captura de CO2 se han calculado reducciones importantes respecto al tradicional proceso con aminas líquidas (MEA), sobre todo en plantas cementeras y de acero (no tanto en eléctricas). Se ha estimado una reducción de hasta el 44% respecto al MEA.

Por otra parte, la dependencia respecto a fuentes del petróleo también se reduce hasta un 70% en plantas cementeras. La reducción en costes de capital (inversión CAPEX) no es destacable respecta al proceso MEA, pero sí los costes anuales de explotación, hasta un 30%.

En definitiva, la reducción de costes de CO2 sobre un proceso más tradicional como es el MEA con estos nuevos materiales basados en MOFs oscila entre el 20% y el 40% dependiendo del material seleccionado y de la industria a aplicar la captura. Respecto, al impacto medioambiental de la implantación de estas nuevas tecnologías de captura de CO2, nuevamente es en las plantas cementeras donde estos materiales proporcionan los mejores resultados. Un estudio completo de LCA ha indicado que la instalación de un sistema de captura basado en estos materiales en una planta cementera implicaría una reducción de alrededor del 55% de las emisiones de efecto invernadero a la atmósfera (en valores de kg de CO2 equivalentes por tonelada de cemento producida). Un dato tremendamente interesante.

¿La iniciativa está alineada con la estrategia de reducción 1,5 ºC?

El proyecto GRAMOFON ha tenido siempre como objetivo lograr mejoras cuantitativas en las tecnologías de captura de carbono (CCS), combinando materiales innovadores y tecnologías de desorción, para garantizar la implementación en la mayoría de lossectores industriales relevantes en Europa, garantizando así los objetivos europeos en materia de emisiones de CO2 y cambio climático, así como promover el uso de materias primas industriales de fuentes renovables con un balance positivo de CO2 como un enfoque más sostenible, reduciendo el impacto ambiental y combatiendo el cambio climático.

Los resultados obtenidos en GRAMOFON corresponden a una etapa temprana (TRL4) en el objetivo global de implantación de un sistema de captura de CO2. Pese a ello, ha sido posible predecir de manera detallada y con exactitud, todos los impactos mínimos que las tecnologías desarrolladas en GRAMOFON pueden implicar, tanto a nivel de eficacia de los procesos de captura, como impacto medioambientalen el nivel global de emisiones.

Además de las ventajas comentadas a nivel de mejora en la eficacia respecto a las tecnologías actuales de captura de CO2, se ha detectado un importante impacto en la reducción de las emisiones. Las plantas cementeras y deacero son industrias de emisión intensiva de CO2 donde las tecnologías GRAMOFON han mostrado más impacto.

Un estudio completo de LCA ha indicado que la instalación de un sistema de captura basado en estos materiales en una planta cementera implicaría una reducción de alrededor del 55% de las emisiones de efecto invernadero a la atmósfera (en valores de kg de CO2 equivalentes por tonelada de cemento producida). Esto significa que la implantación de sistemas y/o tecnologías similares en industrias de emisiones intensivas provocaría un efecto significativo sobre el aumento de temperatura global. Cuantitativamente es imposible predecir en estos momentos el efecto de estas medidas, debido a la gran cantidad de factores que afectan a su evolución, pero su impacto es indudable.

 

 

Más información:

https://gramofonproject.eu/
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