Ciencia: Los trabajos subterráneos de las plantas mineras cerradas aún pueden ser útiles para la ciencia

El carbón está cada vez menos presente en el mix energético europeo. De año en año disminuye el interés por la investigación sobre su uso económico. Los científicos del Instituto Central de Minería – Instituto Nacional de Investigaciones se han preparado durante mucho tiempo para estos cambios y han iniciado nuevas direcciones de investigación utilizando su infraestructura científica.

El Laboratorio de Instalaciones Experimentales del Centro de Tecnologías Limpias del Carbón (CCTW) está equipado con varios reactores de gran escala para el procesamiento termoquímico de combustibles sólidos. Hasta hace poco, gasificaban hulla procedente de Polonia y de diversas partes del mundo, incluidos Gales, Eslovenia, Grecia y Rumanía. Al mismo tiempo, el interés por los trabajos de investigación en el campo del procesamiento del carbón está disminuyendo claramente, pero esto no significa el fin de la actividad científica que se lleva a cabo en Mikov desde hace años.

– Buscamos vínculos entre las formas tradicionales de utilizar el carbón en las tendencias relacionadas con la energía y las fuentes de energía renovables, incluido el hidrógeno. No estamos solos en este sentido. Los centros de investigación en Europa también decidieron dar ese giro y gracias a esto podemos colaborar en investigaciones innovadoras sobre la energía del futuro – explica el Dr. Krzysztof Kapusta, jefe del Laboratorio de Instalaciones Experimentales CCTW en GIG-PIB.

Y HydroMine es uno de esos proyectos. Su impacto es el desarrollo de un proceso de tratamiento de residuos municipales centrado en la producción de hidrógeno basado en un innovador proceso de gasificación de pozos combinado con tecnologías avanzadas de separación de gases.

El Dr. Christoph Kapusta presenta un reactor de carbón especialmente adaptado para este nuevo tipo de investigación.

El objetivo del proyecto es desarrollar la base para una tecnología innovadora para la gasificación de la fracción de alta energía de los residuos municipales, el combustible derivado de residuos (CDR). Por tanto, nuestro objetivo es producir gas que contenga un alto porcentaje de hidrógeno. La tecnología de gasificación que se está desarrollando se basa en el método del pozo aplicado en lecho fijo de gran volumen y se basa en técnicas y experiencia previamente adquiridas en el campo de la gasificación del carbón in situ, es decir, in situ. Explica que para separar el hidrógeno del gas obtenido por gasificación se utilizarán tecnologías avanzadas de membranas y absorción, así como enriquecimiento catalítico de plasma.

El hidrógeno desempeña un papel importante en la industria, ya que se utiliza en muchos procesos químicos básicos, como el refinado de petróleo, la fabricación de amoníaco y metanol, y como combustible para pilas de combustible en el transporte moderno. Actualmente, la mayor parte del hidrógeno del mundo se produce a partir de combustibles fósiles, principalmente mediante el reformado con vapor de gas natural. El mercado mundial de generación de hidrógeno estaba valorado en 135.940 millones de dólares en 2021 y se espera que crezca hasta 219.200 millones de dólares en 2030.

– Por tanto, los residuos municipales, especialmente su fracción de alta energía, los RDF, se consideran una materia prima potencial para el proceso de gasificación destinado a producir gas con un alto contenido de hidrógeno. Sin embargo, la gasificación del combustible RDF en reactores de gasificación comerciales enfrenta una serie de dificultades relacionadas principalmente con la necesidad de preparar adecuadamente las materias primas para el proceso y la inestabilidad de los parámetros físicos y químicos del combustible RDF a lo largo del tiempo. La tecnología propuesta en el proyecto evitará dificultades e incluso eliminará una serie de procesos que preparan las materias primas para la gasificación, explica el Dr. Krzysztof Kapusta.

La tecnología que se está desarrollando también encaja perfectamente en los supuestos de una economía de circuito cerrado, ya que el hidrógeno producido en el proceso HydroMine se puede reutilizar en formulaciones químicas, por ejemplo, metanol, amoníaco o plásticos.

– La ciencia todavía puede beneficiarse de la infraestructura científica y de investigación de GIG-PIB y de los trabajos subterráneos de las minas cerradas. ¿A quién conoces? ¿Quizás las antiguas minas de carbón se conviertan en plantas de hidrógeno a gran escala? Quizás sea una cuestión de futuro, pero lo más importante es que hay ideas que ahora generan soluciones concretas – resume el Dr. Krzysztof Kapusta.

El proyecto HydroMine está financiado por el Fondo de Investigación del Carbón y el Acero, período de ejecución del proyecto 2023-2026. El consorcio del proyecto está formado por dos socios locales: el Instituto Central de Minería – Instituto Nacional de Investigación y la Fundación MASTER para Residuos y Energía y cinco instituciones extranjeras: GFZ Helmholtz Center Potsdam (Alemania), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-ITM, Italia), Universidad de Mons (Bélgica), Materia Nova (Bélgica), Ibas (Bélgica). GIG desempeña el papel de coordinador en el proyecto HydroMine.

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