Cattura del biossido di carbonio nei gas di scarico
Tra gli obiettivi energetici a lungo termine rientra la copertura di una parte consistente del fabbisogno energetico con fonti rinnovabili. Durante il periodo di transizione, la cattura e lo stoccaggio del carbonio costituiscono un metodo promettente per ridurre le emissioni di gas serra derivanti dalla combustione di combustibili fossili. Il progetto CAOLING ("Development of postcombustion CO2 capture with CaO in a large testing facility: CaOling"), finanziato dall'UE, ha lavorato per portare su scala industriale la tecnologia calcium looping post-combustione, come presupposto necessario per un impianto dimostrativo pre-industriale. Il calcium looping è un processo basato su un calcare (carbonato di calcio, CaCO3), che impiega reattori a letto fluidizzato (FBR), strumenti comuni e pertanto poco costosi da installare. Il CaCO3 è un sorbente della CO2 eccellente e conveniente. Il calcium looping che utilizza gas di scarico provenienti da centrali elettriche commerciali a carbone è quindi un'opzione estremamente interessante rispetto ad altre tecnologie Il primo FBR è un carbonatore che cattura CO2 dai gas di scarico della combustione sotto forma di CaCO3, liberando un'enorme quantità di calore durante il processo. I solidi della carbonatazione sono incanalati in un calcinatore a letto fluidizzato, nel quale l'ossi-combustione del carbone produce alte temperature e consente di ricalcinare il CaCO3 in ossido di calcio (CaO) e CO2. Quest'ultima si trova ad una concentrazione molto elevata e quindi facilita il recupero. Le alte temperature e il calore prodotto da entrambi i reattori aumentano significativamente l'efficienza del processo. Questo perché il calore può essere utilizzato per generare vapore in grado di azionare una turbina per produrre elettricità. Inoltre, il materiale di spurgo con elevate concentrazioni di CaO può essere usato per produrre cemento da impiegare in altre applicazioni. Il progetto CAOLING ha sviluppato nuovi sorbenti e tecniche per migliorare le prestazioni dei sorbenti, nonché strumenti di simulazione per il processo su vasta scala. Gli scienziati hanno dimostrato con successo la fattibilità della tecnologia, con una centrale termica da 1,7 megawatt. Sono state dimostrate una bassa sanzione di efficienza e l'idoneità per l'ammodernamento di centrali elettriche di combustione a carbone esistenti. Elevate efficienze di cattura della CO2 (oltre il 90%) sono state dimostrate in tre diversi impianti, mediante l'identificazione di condizioni e parametri adeguati. Il progetto CAOLING è la più grande iniziativa al mondo per testare il calcium looping per la cattura post-combustione dai gas di scarico, pertanto il suo successo dovrebbe posizionare l'UE come leader nel settore.
