LARTC 2024 Conference Newspaper

LARTC 2024

eREACT: Liderando el futuro de los reactores eléctricos

Miguel Tutera and Florencia Vitelleschi Topsoe

El mundo comienza a moverse hacia méto- dos de producción bajos en carbono. La utilización de fuentes renovables para la producción de energía será la fundación para las matrices energéticas del futuro. No obstante, algunas industrias continu- arán dependiendo de combustibles renov- ables o bajos en carbono para alcanzar los objetivos de reducción de emisiones. En 2014, en Topsoe emprendimos un proyecto de investigación para capi- talizar nuestro conocimiento y experiencia existente en tecnología de reformado con vapor (SMR) hacia una alternativa baja en emisiones. El objetivo era desafiante: cómo producir hidrógeno de bajo carbono mediante un reactor eléctrico que integre la electricidad renovable a los procesos catalíticos y a su vez abra nuevas aplica- ciones a futuro. La solución está aquí y la hemos llamado eREACT™.

(fósiles), eREACT Fuels permite la pro- ducción de combustibles de alta calidad utilizando sólo electricidad renovable, hidrógeno verde y captura de CO₂, con una eficiencia en carbono que puede superar el 95%. El gas de síntesis resultante mues- tra una relación ideal H₂/CO con un conte- nido de inertes mínimos y se puede mejorar para obtener una variedad de combusti- bles de alta calidad y alto valor. La tecnología ofrece varias ventajas para mejorar la producción de combusti- bles. Aumenta significativamente la efi- ciencia en carbono, permitiendo a las plantas aprovechar el mercado de com- bustibles de bajo carbono con una solu- ción competitiva y de alto volumen. Esta tecnología también permite la moneti- zación de fuentes de CO₂ existentes al integrarlas en el proceso de eREACT Fuels, facilitando la producción de e-fuels. La tecnología proporciona ahorros sustan- ciales en gastos de capital y operativos al optimizar el uso de hidrógeno verde y energía renovable, convirtiéndola en una opción económicamente viable para la pro- ducción de combustibles de bajo carbono. Programa de demostración En el año 2022, instalamos una planta piloto en el Centro de Investigación de la Universidad de Aarhus, en Dinamarca (Foulum). Desde su puesta en operación en octubre, la planta ha demostrado con éxito el funcionamiento de la tecnología compacta eREACT. Este proyecto cuenta con el apoyo del Programa Danés de Demostración y Desarrollo Tecnología Energética de EUDP. La planta piloto convierte biogas en gas de síntesis para metanol. En la siguiente fase, se construirá y pondrá en funcion- amiento un circuito de síntesis de metanol,

Hidrógeno

Residuos

Electricidad renovable

Amoníaco

Biomasa

MeOH

Gas de sintesis

Metanol

Fósil

Solución eREACT™

Combustibles

Figura 1 La tecnología eREACT

• Menores costos de ingeniería mediante un diseño de planta más simple. • Operación continua y de bajo costo. Versatilidad gracias a los rápidos tiempo de arranque. eREACT Fuels: Electrificando la producción de combustibles sintéticos La reacción inversa water gas shift (RWGS), ha sido durante mucho tiempo un proceso utilizado para convertir hidrógeno y dióx- ido de carbono en gas de síntesis para la producción de combustibles. Con eRE- ACT Fuels, Topsoe proporciona los medios para electrificar por completo las opera- ciones de producción de combustibles y beneficiarse de la eficiencia en carbono e hidrógeno. La tecnología, por ejemplo, es un componente esencial para la produc- ción de SAF (combustible de aviación sos- tenible, SAF por sus siglas en inglés). Al utilizar el reactor eléctrico en lugar de alternativas de fuentes tradicionales

eREACT elimina todos los gases de combustión del proceso de producción de hidrógeno con instalaciones existentes sin la emisión de CO₂ asociada. eREACT elimina todos los gases de combustión del proceso de producción de hidrógeno. Esto permite aprovechar la faci- lidad de trabajar solo en la captura de CO₂ a alta presión y alcanzar una reducción mayor al 99% de la Intensidad de Carbono. Beneficios adicionales de la tecnología: • Reduce significativamente el espacio requerido en comparación con el SMR tradicional equivalente.

Producción de Hidrógeno con una intensidad de carbono ultrabaja

La tecnología eREACT Hydrogen de Topsoe es la evolución del método de producción de hidrógeno más común del mundo, SMR. Mientras que SMR típicamente genera el calor necesario mediante la combustión de gas natural, lo que resulta en emisiones de CO₂, eREACT Hydrogen es un reactor eléc- trico que permite realizar la misma reac- ción sin embargo el aporte de energía se realiza con alta eficiencia y sin el impacto ambiental asociado. eREACT Hydrogen permite una reduc- ción del 30-40% en el consumo de gas natural para la producción de hidrógeno en comparación con el reformado con vapor tradicional (SMR). Adicionalmente, su dis- eño modular, simplicidad y menor volumen lo hacen ideal para modernizar e integrarse

9 8 10

La intensidad de Carbono (IC) reeja las emisiones de GEI por unidad de actividad/ producto deseado Mayor presión parcial de CO mejora la CDC CDC post-combustión es más costosa CDC pre-combustión es más sencilla Min. IC para planta de H basada en GN liviano 5.5kg CO/kgH H de eREACT™ tiene la mejor IC con/sin CDC Con CDC, IC <0.1 kgCO/kgH con eREACT™

0.42 CO

0.42 CH

0.26 CH (-33%)

4 5 6 7

-57%

-70%

-99%

Fired Reformer

TOPSOE eREACT™

0.26 CO >99% Carbon capture

Intensidad de Carbono (sin captura de CO) Intensidad de Carbono (sólo con captura de CO previo a la combustión)

1.0 kWh/NmH

HTCR SMR+HTER SynCOR™ eREACT™

Figura 2 Comparación intensidad de carbono en las tecnologías de producción de hidrógeno

Figura 3 Intensidad de Carbono

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