Chemrec AB (Chemrec) es una empresa con sede en Estocolmo , Suecia , con amplia experiencia como pionera en el desarrollo de tecnología de gasificación de licor negro (BLG) para la recuperación de energía y productos químicos en plantas de pulpa .
El proceso Chemrec para la gasificación de licor negro de la industria de pulpa química permite aumentar el rendimiento de productos energéticos de alto valor de un 15 a un 16 % en calderas de recuperación modernas a un 22-23 % para el concepto de electricidad BLG (BLGCC) o a un 55 % para el concepto de biocombustible BLG (BLGMF), con una reducción de gases de efecto invernadero de más del 90 %. A continuación, es necesario llevar energía de biomasa de bajo costo, baja calidad y abundante a la planta para un intercambio de materia prima para reemplazar el licor negro gasificado como materia prima para la producción de vapor y electricidad en una caldera de biomasa, lo que da como resultado un rendimiento total de biomasa agregada para biocombustibles del 70 % para el concepto BLGMF.
La tecnología de Chemrec se originó a mediados de la década de 1980 con una invención de Jan-Erik Kignell, quien recibió la Medalla de Oro de la Real Academia Sueca de Ciencias de la Ingeniería por esta hazaña en 1993. Kignell vendió su patente de gasificación de licor negro a la empresa sueca de rodamientos SKF , cuya división de acero trabajó en la gasificación a fines de la década de 1980, pero concluyó que la tecnología relacionada con el licor negro estaba demasiado alejada del negocio principal de la empresa, sobre la base de lo cual otros inventores Nils Bernhard y Lars Stigsson adquirieron las patentes en 1989 y fundaron Chemrec (una abreviatura de "recuperación química") para explotar la tecnología.
En 1990, Kvaerner (empresa noruega de servicios de ingeniería y construcción) compró Chemrec y siguió siendo el único propietario hasta el año 2000. Cuando Kvaerner atravesó dificultades financieras y se deshizo de varios negocios no esenciales en el año 2000, Babcock Borsig (grupo alemán de fabricación de equipos industriales) adquirió una participación mayoritaria en Chemrec. Babcock Borsig se declaró en quiebra en 2002 y Nykomb Synergetics (empresa sueca de desarrollo y explotación de la industria química y energética), que en ese momento era un propietario minoritario, adquirió Chemrec de la masa de la quiebra. En 2003-2006, Nykomb Synergetics fue el único propietario de Chemrec.
Entre 2006 y 2013 Chemrec logró atraer un total de aproximadamente USD 45 millones en contribuciones de capital mediante emisiones de derechos reservadas a las siguientes empresas de capital riesgo:
Durante el período de 1988, Chemrec desarrolló dos plantas piloto para gasificadores BLG atmosféricos de primera generación, primero entre 1988 y 1989 con una capacidad de 3 tds/d (toneladas de sólidos de licor negro por día) en SKF, Hofors, Suecia, luego entre 1990 y 1994 con una capacidad de 75 tds/d en AssiDomän, Frövi, Suecia, y luego se amplió a la primera planta de demostración comercial, con esta tecnología y una capacidad de 330 tds/d que comenzó a funcionar en 1996 en la planta de celulosa de Weyerhaeuser en New Bern , Carolina del Norte, EE. UU., y funcionó 48 000 horas. Weyerhaeuser organizó la financiación de la planta de New Bern en colaboración con Chemrec y la división de Eficiencia Energética y Energía Renovable del Departamento de Energía de EE. UU .
Al mismo tiempo, Chemrec inició el desarrollo de su tecnología BLG presurizada de segunda generación en una planta piloto presurizada a 15 bares en StoraEnso, Skoghall, Suecia, que desde 1993 operó con aire soplado con una capacidad de 6 tds/d y después de su reconstrucción en 1996 operó hasta 2000 con oxígeno soplado con una capacidad de 10 tds/d.
Posteriormente, en 2005, se puso en marcha una nueva planta de desarrollo (DP-1) de 30 bares y 20 tds/d en Smurfit Kappa, Piteå, Suecia, que registró 28 000 horas de funcionamiento del gasificador, de las cuales 12 000 horas con metanol alimentado con gas de síntesis y operación de síntesis de DME.
En el marco del proyecto "BioDME", apoyado por el Séptimo Programa Marco (7PM) de la Comisión Europea , la Agencia Sueca de Energía , un consorcio industrial que incluye empresas suecas de pulpa y papel, la danesa Haldor Topsoe, especialista en producción de catalizadores heterogéneos y el diseño de plantas de proceso basadas en procesos catalíticos, el fabricante sueco de camiones Volvo AB, Chemrec construyó la primera planta piloto del mundo para la síntesis de biometanol y BioDME adyacente a la planta de desarrollo de gasificación DP-1 en Piteå, con inicio de producción en 2010 para operar con gas de síntesis de la planta de Chemrec.
En 2013, la planta de Piteå fue transferida a la Universidad Tecnológica de Luleå (LTU) y continuó funcionando hasta que fue clausurada en 2016, a la espera de que se completara la financiación del próximo proyecto.
El proyecto Domsjö Biofuel fue desarrollado durante el período 2009-2012 por Chemrec en estrecha cooperación con Domsjö Fabriker en Örnsköldsvik, Suecia, con el objetivo de construir una nueva planta de recuperación química y energética basada en BLG en el sitio.
En 2009, la Agencia Sueca de Energía otorgó a Chemrec una subvención de 500 millones de coronas suecas (aproximadamente 55 millones de euros en enero de 2011) para la construcción de una planta de gasificación y biocombustibles Chemrec de demostración comercial a escala industrial por valor de 3200 millones de coronas suecas (aproximadamente 350 millones de euros) en el complejo de biorrefinería Domsjö Fabriker en Örnsköldsvik, Suecia. La subvención fue aprobada por la Dirección General de Competencia de la UE en enero de 2011, tras la evaluación del proyecto en el marco de la UE para ayudas estatales a la investigación, el desarrollo y la innovación. Esta representó la mayor subvención pública hasta la fecha para un proyecto de biocombustibles de segunda generación de la UE .
Después de haber obtenido 200 millones de euros, más de la mitad de los 350 millones de euros de financiación total del proyecto, incluida la subvención de 55 millones de euros y los 145 millones de euros prometidos por el propietario de la planta, el contratista EPC y la importante empresa internacional de petróleo y gas, la financiación de la deuda de los 150 millones de euros restantes se evitó principalmente debido a la evaluación de los prestamistas del riesgo político.
Resumen: ¡En 2012 la falta de un marco regulatorio estable detuvo el proyecto!
-Los recientes desarrollos de la tecnología BLG presurizada y soplada con oxígeno de Chemrec que aumentan aún más el rendimiento del combustible incluyen la adición de aceite de pirólisis a la alimentación BL y la adición de hidrógeno renovable al CO2 verde del proceso de limpieza de gas de síntesis. -El siguiente paso de desarrollo planificado es ampliar la versión BLG presurizada y soplada con oxígeno a 550 tds/d para la implementación de una planta de demostración comercial.
El licor negro es una materia prima de biomasa con propiedades únicas.
En primer lugar, está disponible en grandes cantidades en los yacimientos industriales. [1]
En segundo lugar, es un líquido, lo que permite introducirlo fácilmente bombeándolo al gasificador presurizado . Con la biomasa en forma sólida o pulverizada, esto se vuelve significativamente más difícil. El estado líquido también hace que el licor negro sea fácil de atomizar en una niebla fina que reacciona muy rápidamente en el gasificador. [ cita requerida ]
En tercer lugar, la gasificación del carbón de licor negro es más rápida que la de cualquier otra materia prima, ya que el contenido inherentemente alto de sodio y potasio del licor negro actúa como catalizador . [1]
Estas propiedades permiten aplicar el principio de gasificación de flujo arrastrado a alta temperatura al licor negro. Este tipo de proceso de gasificación ofrece muchas ventajas con respecto a las tecnologías de gasificación alternativas: [ cita requerida ]
Para todos los efectos prácticos , el licor de sulfito a base de sodio , el equivalente del licor negro en el proceso de sulfito , es igualmente o incluso más adecuado para la gasificación. [ cita requerida ]
La gasificación de licor negro cumple dos funciones que requieren una inversión intensiva con un único proceso: proporciona a la planta de celulosa la capacidad de recuperación de licor negro necesaria al mismo tiempo que produce gas de síntesis para la producción de biocombustibles . De esta manera, la demanda total de inversión disminuye. [2]
El proceso de gasificación de Chemrec tuvo una eficiencia térmica sustancialmente mayor que el proceso que reemplaza: la caldera de recuperación Tomlinson . [3]
La ubicación dentro de un complejo de fábricas de celulosa proporcionó ventajas. En primer lugar, la obtención de permisos ambientales era en general más sencilla que para una actividad industrial en terrenos no urbanizados . En segundo lugar, la infraestructura de la fábrica de celulosa para el suministro de materia prima, los servicios públicos y la reutilización de energía reducía aún más la inversión y brindaba la oportunidad de reducir los costos netos de energía. [ cita requerida ]
La tecnología BLG de Chemrec, que produce gas de síntesis como materia prima para la síntesis de biocombustibles de segunda generación , ha demostrado, en el marco del proyecto Renew del Sexto Programa Marco de la Comunidad Europea, que ofrece un coste de producción inferior al de cualquier otra tecnología estudiada. El análisis Well-to-Wheels de EUCAR/Concawe/JRC sobre los futuros combustibles y sistemas de propulsión para automoción en el contexto europeo muestra que el metanol y el DME producidos mediante gasificación de licor negro tienen una eficiencia de pozo a rueda extremadamente alta y una reducción muy elevada de los gases de efecto invernadero .
Chemrec AB es actualmente una empresa holding de propiedad intelectual (PI) que ofrece a las empresas EPC/EPCM la licencia necesaria para practicar la tecnología BLG de Chemrec.
Las siguientes unidades Chemrec BLG son ejemplos de la amplia gama de posibles instalaciones a medida:
A300 Booster
La unidad de soplado de aire atmosférico de 300 toneladas/día aumenta la producción de pulpa mediante una mejor capacidad de recuperación de licor negro y flexibilidad en la recuperación de productos químicos. El A300 Booster se instala en paralelo con la caldera de recuperación existente en la planta. Un beneficio significativo de este sistema es que se puede instalar mientras la caldera de recuperación continúa funcionando, evitando así tiempos de inactividad y pérdidas de producción. [4]
Amplificador OX300
El Booster OX300 con oxígeno atmosférico no solo aumenta la capacidad de recuperación de licor negro, sino que también produce un gas combustible adecuado como combustible para hornos de cal. De esta manera, los costos de combustible para hornos de cal y la huella de carbono de la planta se pueden reducir significativamente. [4]
Unidad de expansión P500
La unidad de oxígeno presurizado de 500 toneladas/día ofrece a las plantas capacidad adicional y mayor rendimiento, al tiempo que produce volúmenes significativos de biocombustibles sostenibles con bajo contenido de carbono. [4]
Unidad de reemplazo P2000
La unidad de oxígeno presurizado de 2000 toneladas/día reemplaza por completo las calderas de recuperación, lo que garantiza un mejor rendimiento de pulpa y, al mismo tiempo, produce volúmenes significativos de biocombustibles sostenibles con bajo contenido de carbono. [4]
Unidad de ciclo combinado P2000
La unidad presurizada de 2000 toneladas/día con oxígeno inyectado reemplaza por completo las calderas de recuperación, lo que garantiza un mejor rendimiento de pulpa y duplica la producción de “energía verde”. [4]