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SOCRATCES, DESARROLLANDO LAS TECNOLOGÍAS DE PRÓXIMA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD RENOVABLE

Basado en los resultados previos de I+D de los socios del proyecto

Viabilidad de esta integración con la construcción de una planta a escala piloto

Desarrollar un prototipo que reduzca riesgos de escalar esta tecnología

 
 

 

 

 

El almacenamiento de energía es el mayor desafío para una implantación real y a corto plazo de las fuentes de energía renovables, que generalmente se caracterizan por la intermitencia de la producción de energía. Con respecto a la energía solar concentrada (CSP, según sus siglas en inglés), el proceso de Ca-Looping (CaL) -basado en la carbonación / calcinación reversible de CaO- es una de las tecnologías más prometedoras para el almacenamiento de energía termoquímica (TCES, según sus siglas en inglés). La amplia disponibilidad de piedra caliza natural (CaCO3 casi puro) y su bajo precio (<10 € / ton) son factores clave para la viabilidad del proceso CaL.

 

Socratces quiere demostrar la viabilidad de esta integración mediante la construcción de una planta a escala piloto que utiliza materiales baratos, abundantes y no tóxicos, así como tecnologías maduras utilizadas en la industria, como reactores de lecho fluidizado, ciclones o intercambiadores gas-sólido de calor.

El objetivo global de Socratces es desarrollar un prototipo que reduzca los principales riesgos de escalar esta tecnología, así como comprender y optimizar las eficiencias operativas que podrían obtenerse. Todo ello para conseguir a largo plazo habilitar plantas de CSP altamente competitivas y sostenibles.

Socratces se basará en los resultados previos de I + D de los socios del proyecto, que indican que el proceso CaL se puede integrar en plantas de CSP, para el almacenamiento de energía termoquímica y la generación de energía, por medio de un bucle de CO2 cerrado simple. A escala industrial, se predicen altas eficiencias globales (> 45%) bajo nuevas condiciones de CaL que implican carbonación a alta temperatura (> 850ºC), a alta presión parcial de CO2 compatible con bloques de energía de alta eficiencia.

ENFOQUE TÉCNICO DE SOCRATCES

El sistema propuesto funciona de la siguiente manera: la irradiación solar se utiliza para llevar a cabo la calcinación de CaCO3 (reacción endotérmica) en un reactor de calcinación solar. De acuerdo con el equilibrio químico, en el calcinador se probarán a escala de laboratorio un amplio rango de temperaturas (725-950ºC) y composiciones de atmósfera. Los productos de la calcinación (CO2 y CaO sólido) se almacenarán por separado.

Socratces pretende abrir una nueva vía para la próxima generación de plantas CSP, tecnológicamente factible, viable y sostenible (tanto ambiental, social como económicamente)

Cuando se necesite potencia, los productos almacenados se juntan en el reactor carbonatador, donde se libera energía a través de la reacción de carbonatación exotérmica. De acuerdo con el equilibrio químico y el análisis cinético previo, la carbonatación puede ocurrir rápidamente a temperaturas entre 650-1000ºC dependiendo de la presión parcial de CO2, lo que conduce a una eficiencia termodinámica del ciclo de potencia más alta que en las plantas de CSP actualmente comerciales.

Socratces se basará en los resultados obtenidos a escala de laboratorio para diseñar y construir un pequeño prototipo de demostración de la tecnología a nivel de escala piloto (10 kWth). La construcción y operación de prototipos servirá como retroalimentación para identificar y resolver desafíos y oportunidades. Un objetivo general es abrir una nueva vía a la próxima generación de plantas de CSP con una alta cuota de mercado en 10 años.

OBJETIVOS

– Prototipo de demostración de la capacidad de almacenamiento de energía. Sistema probado a nivel TRL5.

– Calcinación a escala de prototipo mediante tecnología de calcinación instantánea.

– Diseño de carbonador, con posibilidad de ampliación. Integración del carbonador de alta temperatura (> 850ºC) y el motor Stirling para la producción de energía.

– Análisis de desgaste, aglomeración y ensuciamiento de partículas. Manejo de sistemas de control y transporte de sólidos.

– Estudio del precursor de CaO y las condiciones del proceso para permitir una actividad multi-ciclo alta y estable.

Socratces pretende abrir una nueva vía para la próxima generación de plantas CSP, tecnológicamente factible, viable y sostenible (tanto ambiental, social como económicamente). La hoja de ruta para avanzar desde el concepto a la tecnología comercial se concibe en tres etapas que se desarrollarán en un período de 10 años: 10KWth prototipo pequeño, planta piloto a escala 1 MWth y demostrador comercial.

escala comercial, después de las tres etapas y la ampliación, se espera un rendimiento y unos costos de avance:

– En el diseño comercial, se esperan altas eficiencias del ciclo de potencia CaL (> 45%)
– Coste de almacenamiento de energía TCES <12€/kWh
– Sistema global comercial SOCRATCES:CSP / CaL Concepto LCOE <7c€/kWh.

 
 

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Estado: Activo

Programa de financiación: H2020

Contrato nº: 72748

Duración: 1 Enero, 2018 – 31 Diciembre, 2020 (36 meses)

Presupuesto: 4.975.402€ (Contribución CE: 4.975.402 €)