La nueva planta hace que la producción de cal sea climáticamente neutra y produce hidrógeno

La cal es uno de los materiales más discretos y al mismo tiempo más importantes del mundo moderno. Se utiliza como revoque interior y exterior en edificios, es un componente principal del cemento y se requiere en grandes cantidades en las industrias siderúrgica, química y alimentaria, así como en el tratamiento de agua potable. Sin embargo, esta ubicuidad tiene un alto precio para el clima, ya que la industria de materiales de construcción es responsable de alrededor de una cuarta parte de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. El equilibrio en los procesos de combustión es especialmente drástico: los gases de escape de las fábricas de cemento contienen hasta un 33% de CO2, los de las plantas de cal contienen a menudo más del 40%. Empresas emergentes e institutos de investigación de todo el mundo llevan años buscando formas de crear hormigón y materiales de construcción afines neutros para el clima, pero hasta ahora sin lograr resultados concretos. Ahora, un instituto de investigación de Turingia presenta un enfoque que pretende llegar a la raíz del problema.

La causa del problema radica en la química del propio material. Para que la cal sea utilizable como material de construcción, la piedra caliza se quema a altas temperaturas, descomponiéndose el carbonato de calcio en cal viva y CO2. Por cada tonelada de cal cocida se producen aproximadamente 750 kilogramos de CO2. Con una producción anual alemana de alrededor de 6,4 millones de toneladas, se trata de una contribución significativa al equilibrio climático nacional. La mayoría de estas emisiones de CO2 no provienen del combustible, sino de la roca, por lo que ni la electricidad verde, ni los gases combustibles respetuosos con el clima ni los hornos eléctricos permiten por sí solos una producción climáticamente neutra. Por lo tanto, la industria se considera un excelente ejemplo de emisiones de procesos inevitables relacionadas con el sistema. Mientras que los investigadores de la construcción quieren reducir el consumo de material con la primera casa hecha de hormigón de carbono, otros equipos trabajan directamente en el proceso de combustión e intentan evitar que el CO2 liberado llegue a la atmósfera.

El horno eléctrico sellado captura CO2 directamente

Este es exactamente el objetivo del proyecto Green Lime del Instituto Fraunhofer de Tecnologías y Sistemas Cerámicos IKTS en Hermsdorf, Turingia. Como informa recientemente la Sociedad Fraunhofer en un comunicado de prensa, el equipo del químico y director de proyectos Benjamin Jäger ha desarrollado junto con sus socios un sistema que permitirá producir cal climáticamente neutra y al mismo tiempo producir nuevas materias primas. El núcleo de la idea es un cambio de perspectiva: el CO2 liberado durante la combustión ya no se libera a la atmósfera como residuo, sino que se utiliza como material de partida para otros procesos químicos. Para ello, el equipo combinó un horno eléctrico sellado, en el que se quema cal y se captura completamente el CO2 resultante, con un reactor de membrana especialmente desarrollado. La estructura sigue el principio de captura y utilización de carbono, en el que el CO2 capturado de los gases de escape industriales o del aire se recicla como materia prima.

El reactor de membrana convierte el CO2 en metano y negro de humo

En el reactor de membrana, el CO2 capturado reacciona con hidrógeno verde, que se introduce especialmente en la zona de reacción mediante dosificación controlada por presión, para formar metano. Luego, la corriente de producto se seca y se descompone nuevamente en un paso de pirólisis, produciendo hidrógeno y carbono elemental, conocido como negro de carbón. El hidrógeno recuperado vuelve a la metanización, lo que reduce significativamente la necesidad del costoso hidrógeno procedente de la electrólisis, mientras que el carbono sólido puede utilizarse en la industria química o como aditivo fertilizante en la agricultura. Según los participantes, el principio del reactor ya ha sido probado con éxito en el Instituto HySON para la Investigación Aplicada del Hidrógeno en Sonneberg, que como socio del proyecto ayudó a establecer la cadena del proceso. Un gas residual perjudicial para el clima que proporciona dos productos comercializables al mismo tiempo crea un ciclo cerrado del carbono.

Se espera que la tecnología crezca a escala industrial.

Un socio industrial de tamaño mediano renovó el horno eléctrico sellado de la fábrica; El proyecto fue financiado por el Ministerio Federal de Investigación, Tecnología y Espacio. En la siguiente fase, los investigadores quieren trabajar con socios para transferir la tecnología a escala industrial y Jäger también ve perspectivas interesantes para la industria del cemento y la gestión de residuos. Según Jäger, el reactor de membrana se basa en las competencias centrales de Fraunhofer IKTS en el desarrollo de materiales, el diseño y la integración de sistemas. Este enfoque se suma a un número creciente de proyectos alemanes que quieren convertir las emisiones industriales inevitables en materiales valiosos, incluido un sistema de circuito cerrado para las emisiones industriales de CO2 que se ha probado en Alemania desde la primavera. Al mismo tiempo, Jäger vincula el desarrollo con una demanda política: hasta ahora sólo el almacenamiento permanente de CO2 ha sido reconocido como descarbonización a nivel político. Sin embargo, las tecnologías circulares son cruciales para sectores con emisiones de CO2 inevitables relacionadas con el sistema, de modo que la industria de materiales de construcción pueda ser más respetuosa con el clima a largo plazo.