O Conselho Superior de Pesquisas Científicas da Espanha marca sucesso na captura de CO2 através de carbonatação-calcinação

Apresentado pelo Instituto Espanhol de Patentes e Marcas

Emissões de CO2: Um dos maiores problemas do nosso planeta

As emissões de CO2 e sua acumulação na atmosfera têm causado o aquecimento global, bem como o subsequente aumento da temperatura média da atmosfera e dos oceanos da Terra.

Segundo o recente Relatório Especial sobre Aquecimento Global de 1,5ºC do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, criado pela Organização Meteorológica Mundial e pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente, a captura e o armazenamento de dióxido de carbono continuam sendo uma ferramenta fundamental na descarbonização de setores industriais cuja eletrificação seria difícil (como as indústrias do cimento e do aço) e na obtenção de emissões negativas em determinados processos alimentados por biomassa renovável.

Pioneiros globais em reações reversíveis a temperaturas muito elevadas para a captura de CO2

O processo de captura de CO2 exige que seja separado de outros gases emitidos em processos industriais para seu posterior armazenamento no subsolo, em campos de petróleo ou de gás esgotados, em condições extremamente críticas. Uma pequena parte do fluxo de CO2 capturado também poderá ser utilizada para alimentar novos processos de fabricação de produtos que contenham carbono, evitando assim a extração de combustíveis fósseis para esse fim.

Uma família de processos altamente captores de CO2 baseia-se na reação reversível de carbonatação-calcinação do CaO/CaCO3, na qual o óxido de cálcio (CaO) é utilizado para capturar CO2 sob a forma de carbonato de cálcio (CaCO3), a fim de liberá-lo posteriormente através da calcinação desse CaCO3 em condições de altas concentrações de CO2 (queimando uma substância combustível com CO2 puro ou fornecendo calor para o calcinador indiretamente).

A aplicação dessas reações reversíveis a altas temperaturas para o desenvolvimento de processos energeticamente eficientes é relativamente recente. O Conselho Superior de Pesquisas Científicas espanhol tem sido um dos pioneiros globais neste campo, tanto no Instituto de Ciência e Tecnologia do Carbono como no Instituto de Química do Carbono.

Muitos anos de pesquisa deram frutos sob a forma de patentes, trabalhos científicos e a planta piloto de La Pereda.

Após vários anos de pesquisa fundamental, em 2002 o Conselho solicitou uma patente (ES2192994A1) sobre a utilização do calor gerado em uma câmara de combustão durante a reação endotérmica de um calcinador para reciclar o adsorvente, utilizando paredes metálicas que separam a câmara de combustão do calcinador ou através de um sólido inerte que se movimenta entre as duas câmaras.

O Conselho tem sido a fonte de meia dúzia de patentes ativas que foram ampliadas internacionalmente e avançaram em novos processos ou melhoraram os já existentes.

Seus pesquisadores publicaram muitos dos trabalhos científicos mais citados nesse campo, incluindo os primeiros resultados mundiais de uma planta piloto contínua de 30 kW. Isto levou à criação do grupo de interesse econômico AIE LA PEREDA entre o Conselho e a ENDESA e a HUNOSA, duas empresas espanholas do setor energético, para o desenvolvimento e a implementação dessas tecnologias na La Pereda, uma fábrica de estanho de 1,7 MWt (Astúrias, Espanha/foto anexada).

A empresa norte-americana Foster Wheeler mais tarde adquiriu uma percentagem dos direitos de exploração dessas tecnologias, atuando como tecnóloga no projeto AIE LA PEREDA.

A usina piloto de La Pereda é a maior e mais ativa do mundo, no campo da carbonatação-calcinação, tendo tido contratos ativos de 2009 a 2019 e acumulando mais de 4.000 horas de testes.

Uma variante do processo de biomassa (ES2339733A1, de propriedade da empresa Naturgy), que possibilita a geração de eletricidade com emissões negativas, foi desenvolvida em paralelo em uma usina-piloto de 400 kWt na central térmica de La Robla (León, Espanha).

Nos últimos anos, tem havido menos interesse nas tecnologias de captura e armazenamento de carbono no setor da produção de eletricidade em toda a Europa, apesar do grande sucesso e da penetração no mercado da eletricidade renovável. As tecnologias de captura e armazenamento de carbono continuam, porém, a ser uma prioridade na Europa, em setores industriais de difícil eletrificação, como a indústria do cimento (em que o Conselho está realizando pesquisas no âmbito do projeto) e a indústria siderúrgica, em que o Conselho expandirá sua tecnologia patenteada (PCT/ES2010/070585) numa fábrica da ArcelorMittal para o nível 7 de prontidão tecnológica, como parte do projeto europeu C4U.

O Conselho Superior de Pesquisas Científicas (Consejo Superior de Investigaciones Científicas) é uma agência estatal de pesquisa científica e de desenvolvimento tecnológico da Espanha. Tem por objetivo incentivar, coordenar, desenvolver e divulgar a pesquisa científica e tecnológica multidisciplinar, a fim de contribuir para o avanço do conhecimento e para o desenvolvimento econômico, social e cultural.

O Conselho, através dos seus 120 centros em toda a Espanha, realiza pesquisas em todos os campos científicos e tecnológicos. É o primeiro requerente de patentes na Espanha, tendo requerido mais patentes europeias e patentes internacionais (pedidos ao abrigo do Tratado de Cooperação em Matéria de Patentes) do que qualquer outro organismo na Espanha, e tem o terceiro número mais elevado de patentes europeias dentre todos os organismos públicos europeus.

Nos últimos cinco anos, o Conselho licenciou 437 tecnologias para exploração de mercado, das quais 216 foram protegidas por patentes.