Carbon Recycling International ( CRI ) es una sociedad de responsabilidad limitada islandesa que ha desarrollado una tecnología diseñada para producir metanol renovable , también conocido como e-metanol, a partir de dióxido de carbono e hidrógeno , utilizando electrólisis del agua o, alternativamente, hidrógeno capturado de gases residuales industriales. La tecnología está registrada por CRI como Emissions-to-Liquids (ETL) [1] [2] y el metanol renovable producido por CRI está registrado como Vulcanol. [3] En 2011, CRI se convirtió en la primera empresa en producir y vender combustible líquido renovable para transporte producido utilizando únicamente dióxido de carbono, agua y electricidad de fuentes renovables. [4]
CRI, incorporada en 2006, fue fundada por Fridrik Jonsson, Art Shulenberger, Oddur Ingolfsson y KC Tran. [5] Además de personas y fondos islandeses, entre los inversores se incluyen el proveedor y distribuidor multinacional canadiense de metanol Methanex y la empresa multinacional china de fabricación de automóviles Geely .
La primera planta a escala comercial del CRI, la planta George Olah (nombrada en honor a George Andrew Olah , [6] Premio Nobel de Química de 1994), se completó en 2011. [7] Actualmente, el CRI está trabajando en varios proyectos nuevos en paralelo, incluido un consorcio MefCO2 financiado por el programa de investigación Horizonte 2020 de la UE [8] para construir una planta de demostración de metanol renovable en Alemania y en el consorcio FreSME [9] para construir una planta de demostración de metanol renovable en Suecia.
El metanol renovable se puede utilizar como combustible, materia prima química (incluidos varios tipos de combustibles) o mezclado con gasolina. Los combustibles que se producen parcial o totalmente a partir del metanol incluyen biodiésel , dimetiléter o oximetilenoéter , así como gasolina sintética del proceso Mobil metanol-a-gasolina (MTG). Las mezclas de gasolina varían desde el 3% de metanol, que está permitido en la gasolina estándar europea, hasta el 56% de metanol, una mezcla para vehículos de combustible flexible [10] que tiene la misma densidad energética y contenido de oxígeno que la gasolina E85. CRI ha realizado pruebas de flotas con una gama de mezclas más bajas y opciones de mezcla más alta en automóviles de diferentes fabricantes, incluido el 100% de metanol en vehículos especiales de combustible flexible fabricados por Geely. [11] [12] El metanol renovable es compatible con los motores de combustión interna, así como con las celdas de combustible de metanol . Los motores de combustión interna que funcionan con 100% de metanol están en producción tanto para vehículos ligeros, camiones y barcos. Existen pilas de combustible de metanol de distinta densidad energética disponibles en varios fabricantes de América del Norte, Europa y Asia.
La producción de metanol renovable no depende de recursos agrícolas, ya que el hidrógeno y el dióxido de carbono son los insumos principales. El proceso de producción de emisiones a líquidos de CRI se basa en tres módulos principales: purificación de dióxido de carbono, generación de hidrógeno y el sistema de síntesis y purificación de metanol. [1] El proceso de conversión catalítica a partir de hidrógeno y dióxido de carbono se produce en un solo paso, mientras que la producción de metanol a partir de combustibles fósiles, como el gas natural o el carbón, implica varios pasos de reformado para obtener gas de síntesis seguidos del paso catalítico. [13] A diferencia de otras tecnologías de conversión de energía a combustible, que utilizan dióxido de carbono e hidrógeno como insumos, el proceso de emisiones a líquidos de CRI tampoco requiere que el dióxido de carbono se "desplace" antes del paso de síntesis.
La planta de George Olah, o planta GO, tiene una capacidad nominal de 5 millones de litros por año. [14] Está ubicada cerca del spa Blue Lagoon y de la central eléctrica Svartsengi de HS Orka . La planta puede capturar y utilizar alrededor del 10% del dióxido de carbono emitido por la central eléctrica Svartsengi. [15]
En octubre de 2022, CRI puso en funcionamiento la planta de conversión de CO2 en metanol más grande del mundo. La planta está ubicada en la ciudad de Anyang , provincia de Henan , China, y utiliza dióxido de carbono recuperado de las emisiones de la producción de cal existente e hidrógeno recuperado de una instalación de coquización cercana . La planta tiene una capacidad de producción anual de 110.000 toneladas de metanol de baja intensidad de carbono y recicla aproximadamente 160.000 toneladas de CO2 al año. [16]
El metanol se ha utilizado para sustituir el combustible diésel en camiones pesados, producidos por Geely Auto , y para encender la llama de los Juegos Asiáticos en Hangzhou en 2023. El proyecto de 90 millones de dólares creó 80 puestos de trabajo y se celebró como un hito en el desarrollo de la industria china hacia cadenas de valor circulares. [17]
La planta de conversión de CO₂ en metanol de Sailboat está ubicada en el Parque Industrial Petroquímico Shenghong en Lianyungang , provincia de Jiangsu , China. La planta recicla aproximadamente 150.000 toneladas de dióxido de carbono y 20.000 toneladas de hidrógeno de los flujos de desechos del complejo petroquímico cercano, produciendo 100.000 toneladas de metanol con bajo contenido de carbono al año. Este metanol producido en esta instalación se utiliza para fabricar polímeros y plásticos , incluidos recubrimientos de EVA para paneles solares y plexiglás . La planta comenzó a funcionar en septiembre de 2023. [18] [19]
MefCO 2, financiado en el marco del Programa Marco Horizonte 2020 de la UE, fue un proyecto de desarrollo tecnológico que se desarrolló entre 2014 y 2019. El proyecto demostró la aplicación de la tecnología ETL de CRI, que produjo metanol a partir de emisiones de CO 2 de una planta de energía térmica e hidrógeno electrolítico generado a partir de energía renovable excedente. [20]
La unidad de producción de CO2 a metanol se integró en la central térmica RWE Niederaussem y comenzó a producir a principios de mayo de 2019. El sistema demostró con éxito la capacidad de la tecnología para funcionar con un suministro de energía renovable intermitente y fluctuante, así como con fuentes heterogéneas de CO2 . La planta suministró una tonelada de metanol por día a una instalación de tratamiento de aguas residuales una vez finalizado el proyecto. [20]
El proyecto CirclEnergy, financiado por el programa Horizonte 2020 de la UE, tenía como objetivo abordar los desafíos de la integración de la energía renovable en la red eléctrica europea, como el exceso de oferta de energía causado por la naturaleza intermitente de la energía solar y eólica . El proyecto se centró en utilizar la tecnología ETL de CRI para convertir el excedente de energía de fuentes de energía renovables intermitentes en metanol renovable. El proyecto demostró que el uso de metanol renovable es un almacenamiento y un portador eficaz de energía renovable. [21]
CRI recibió una subvención de 11 millones de euros para implementar la tecnología ETL de CRI en las instalaciones Swerea MEFOS en Luleå , Suecia. El proyecto se desarrolló entre 2019 y 2020 y adaptó el módulo del sistema utilizado en el proyecto MefCO 2 anterior para convertir los gases residuales de los altos hornos de la fabricación de acero en metanol. [22]
Este proyecto demostró la versatilidad de la tecnología ETL de CRI al utilizar CO₂ e hidrógeno recuperados de diversos flujos de desechos. El metanol con bajas emisiones de carbono, producido periódicamente en 2020, fue utilizado por Stena , un operador de ferry sueco y socio del consorcio que operó el primer ferry de pasajeros propulsado por metanol del mundo, el Stena Germanica . [22]
El proyecto GAMER recibió una financiación de 3 millones de euros con el objetivo de avanzar en la tecnología de electrólisis de alta temperatura . CRI formó parte del consorcio que trabajó en el desarrollo de un nuevo tipo de electrolizador de alta eficiencia con un novedoso electrolito sólido.
El proyecto tenía como objetivo superar los desafíos de las tecnologías de electrólisis , incluida la inestabilidad y el estrés térmico. El electrolizador cerámico de protones se diseñó para acoplarse térmicamente con fuentes de calor residual en plantas industriales, lo que permite que el sistema alcance una eficiencia eléctrica y térmica combinada significativamente mayor. El proyecto se completó con éxito en 2022. [23]
La directiva de energía renovable de la Unión Europea reconoce al metanol renovable como un combustible de transporte renovable procedente de fuentes no biológicas, lo que significa que puede utilizarse como combustible de transporte renovable avanzado según los mandatos de mezcla de combustibles renovables de la UE.
El dióxido de carbono es una de las principales causas del calentamiento global . Al eliminar el dióxido de carbono de las emisiones industriales y aumentar la disponibilidad de energía derivada de la electricidad o del hidrógeno de baja intensidad de carbono, el proceso de CRI ayuda a mitigar el cambio climático . El metanol renovable se quema de manera limpia como combustible y la sustitución del metanol renovable por gasolina y combustibles diésel reduce las emisiones urbanas de material particulado , óxidos de azufre ( SOx ) y óxidos nitrosos ( NOx ). [24]
El proceso de CRI también se puede utilizar para almacenar energía en forma de metanol, especialmente en casos en los que la fuente de energía es intermitente. Por ejemplo, la energía eólica y solar están disponibles de forma intermitente. Al almacenar la energía de estas fuentes en forma química líquida, la generación de electricidad y su utilización no tienen por qué estar vinculadas en el tiempo y el espacio. El metanol también es un buen portador de energía . Como combustible líquido, es más fácil y más barato de almacenar y transportar que los combustibles gaseosos como el hidrógeno o el metano.
CRI planea implementar CSP (plantas a escala comercial) estandarizadas, cada una con una capacidad de al menos 50.000 toneladas de producción de metanol por año. [25]
