Como podemos queimar gás natural sem liberar CO2 no ar? Essa façanha é alcançada usando um método de combustão especial que a TU Wien vem pesquisando há anos:a combustão de loop químico (CLC). Nesse processo, O CO2 pode ser isolado durante a combustão sem ter que usar qualquer energia adicional, o que significa que pode continuar a ser armazenado. Isso evita que ele seja lançado na atmosfera.

O método já havia sido aplicado com sucesso em uma instalação de teste com 100 kW de potência de combustível. Um projeto de pesquisa internacional agora conseguiu aumentar a escala da tecnologia significativamente, criando assim todas as condições necessárias para permitir que uma instalação de demonstração totalmente funcional seja construída na faixa de 10 MW.

Isolando CO2 de outros gases de combustão

É muito mais limpo queimar gás natural do que petróleo bruto ou carvão. Contudo, o gás natural tem a grande desvantagem de gerar CO2 durante a combustão, que tem um efeito prejudicial sobre o clima. O CO2 geralmente faz parte da mistura de gases de combustão, junto com nitrogênio, vapor de água e outras substâncias. Nesta forma mista, o CO2 não pode ser armazenado nem reciclado de forma viável.

“Nas instalações em que trabalhamos, Contudo, o processo de combustão é fundamentalmente diferente, "explica Stefan Penthor do Instituto de Engenharia Química da TU Wien." Com nosso método de combustão, o gás natural não entra em contato com o ar de forma alguma, porque dividimos o processo em duas câmaras separadas. "

Um granulado feito de óxido de metal circula entre as duas câmaras e é responsável por transportar o oxigênio do ar para o combustível:"Nós bombeamos o ar através de uma câmara, onde as partículas absorvem oxigênio. Eles então seguem para a segunda câmara, que tem gás natural fluindo por ele. Aqui é onde o oxigênio é liberado, e então onde ocorre a combustão sem chama, produzindo CO2 e vapor de água, "explica Penthor.

A separação em duas câmaras significa que há dois fluxos de gases de combustão separados para lidar também:o ar com uma concentração reduzida de oxigênio é descarregado de uma câmara, vapor de água e CO2 do outro. O vapor de água pode ser separado facilmente, deixando CO2 quase puro, que podem ser armazenados ou usados ​​em outras aplicações técnicas. "O armazenamento subterrâneo em grande escala de CO2 em antigos reservatórios de gás natural pode ser muito significativo no futuro, "acredita Stefan Penthor. O Painel Intergovernamental das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas (IPCC) também vê o armazenamento subterrâneo de CO2 como um componente essencial de qualquer política climática futura. No entanto, O CO2 só pode ser armazenado se for separado da forma mais pura possível - assim como acontece com o novo método de combustão CLC.

Ao separar os dois fluxos de gases de combustão, não há mais necessidade de limpar o CO2 do gás de combustão, economizando assim uma grande quantidade de energia. Apesar de tudo isso, a eletricidade é gerada da forma usual e a quantidade de energia liberada é exatamente a mesma produzida na queima do gás natural da forma convencional.

Escalado com sucesso

Vários anos se passaram desde que a TU Wien foi capaz de demonstrar pela primeira vez em uma instalação de teste que o método de combustão CLC funciona. Agora o grande desafio era redesenhar o processo para que pudesse ser transferido para instalações de grande porte que também fossem economicamente viáveis. Não apenas todo o projeto da instalação teve que ser revisado, novos métodos de produção para as partículas de óxido de metal também tiveram que ser desenvolvidos. "Você precisa de muitas toneladas dessas partículas para uma grande instalação, portanto, a viabilidade econômica do conceito depende significativamente de ser capaz de produzi-los facilmente e com um grau de qualidade suficientemente alto, "diz Stefan Penthor.

O projeto de pesquisa SUCCESS vem trabalhando em questões como esta há três anos e meio. TU Wien coordenou o projeto, envolvendo 16 estabelecimentos parceiros de toda a Europa, e entre eles, o grupo conseguiu resolver todas as questões técnicas importantes. O projeto revisado da instalação foi baseado em duas patentes de tecnologia de leito fluidizado detidas pela TU Wien. "Alcançamos nosso objetivo:desenvolvemos a tecnologia a tal ponto que o trabalho em uma instalação de demonstração na faixa de 10 MW pode começar a qualquer dia agora, "diz Stefan Penthor. No entanto, esse próximo passo não cabe aos institutos de pesquisa; o que é necessário agora são investidores privados ou públicos. O sucesso da tecnologia também dependerá da vontade política e das condições prevalecentes na indústria de energia do futuro. Adicionalmente, este próximo passo também é importante porque é a única maneira de ganhar a experiência necessária para poder usar a tecnologia em escala industrial no longo prazo.

Enquanto isso, a equipe de pesquisa da TU Wien já definiu seu próximo objetivo científico:"Queremos desenvolver ainda mais o método para que ele possa queimar não apenas gás natural, mas a biomassa também, "diz Penthor." Se a biomassa fosse queimada e o CO2 separado, não seria apenas um processo neutro de CO2, isso até reduziria a quantidade total de CO2 no ar. Assim, você poderia produzir energia e fazer algo de bom para o clima global ao mesmo tempo. "