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Vernasca es un pequeño pueblo de Emilia-Romaña (Italia). Aunque es conocido sobre todo por su impresionante Castello di Vigoleno, un vestigio de la antigua Roma, también alberga una planta industrial que produce 1,3 millones de toneladas de cemento al año. Aquí es donde está en juego el futuro: en octubre de 2020, el proyecto financiado con fondos europeos CLEANKER inauguró una tecnología completamente nueva denominada «ciclo del calcio regenerativo», y prevé reducir las emisiones de CO2 de la planta en un 90 %.
«Nuestra tecnología presenta varias ventajas para las fábricas de cemento actuales —explica Martina Fantini, coordinadora de CLEANKER en nombre de LEAP, un laboratorio italiano especializado en tecnología energética de alta eficiencia y bajo impacto ambiental—. En primer lugar, la renovación no supone ningún tipo de modificación en el horno rotativo de la planta, que es el equipo más crítico de las fábricas de cemento. Por otra parte, el sorbente producido al final del proceso de captura de CO2 es la misma materia prima que se utiliza para la producción de clínker, que es el componente principal de la mayoría de los cementos). Por último, existe una amplia gama de posibilidades para aprovechar el calor producido por el proceso de captura de CO2».
Como su nombre indica, el ciclo del calcio regenerativo básicamente funciona con un ciclo de pasos que se repiten. El CO2 generado durante la producción de clínker se capta a partir de los gases de escape mediante la denominada reacción de carbonatación, que enlaza el CO2 con óxido de calcio (CaO) sólido para formar carbonato cálcico (CaCO3) sólido. Entonces, el sorbente resultante se somete al proceso de calcinación, que es prácticamente lo opuesto a la carbonatación: el CaCO3 se descompone en CaO y en CO2 gaseoso. El flujo concentrado de CO2 está listo para su almacenamiento en emplazamientos geológicos adecuados o para su uso como materia prima para la síntesis de sustancias químicas básicas o combustibles, mientras que el CaO se prepara de nuevo para continuar la producción de cemento y el ciclo de captura de CO2.
La principal diferencia entre CLEANKER y otros intentos para capturar CO2 en fábricas de cemento es el hecho de que el proceso se lleva a cabo durante la combustión, y no posteriormente. «Pese a estar menos avanzado, CLEANKER podría lograr una eficiencia elevada en la captura de CO2 con una baja penalización energética e impacto económico. Todo ello es gracias al uso de la harina cruda convencional como sorbente de CO2 y a una integración térmica estrecha, lo que reduce considerablemente el consumo de combustible», explica Fantini.
Pruebas en curso
Las pruebas en la fábrica de cemento de Buzzi Unicem consisten en el procesamiento del 1 % de los gases de escape del horno. El objetivo es demostrar el concepto y permitir la creación de un método de evaluación tecnoeconómica riguroso que finalmente permitirá a LEAP aprovechar la tecnología a gran escala. Aunque el ciclo del calcio regenerativo actualmente está en el nivel de preparación tecnológica (TRL) 7, Fantini confía en que —una vez se haya verificado la capacidad del sorbente, perfeccionado los parámetros de regulación principales y optimizado la recuperación de calor— la tecnología estará lista para pasar al TRL 8-9. Aunque los resultados de estas pruebas no se conocerán hasta dentro de un tiempo, todas las simulaciones llevadas a cabo hasta el momento calculan que la eficiencia de captura será cercana al 90 %.
El éxito de la tecnología del ciclo del calcio será fundamental para renovar las fábricas de cemento de cara a la captura de CO2, esencial para cumplir los objetivos sobre emisiones de la Unión Europea a corto y medio plazo. Y es que la mayor parte de las fábricas de cemento de Europa datan de los años ochenta del siglo pasado, y no es probable que se reconstruyan antes de 2050. Como concluye Fantini: «CLEANKER debería poder renovar su tecnología a gran escala en el plazo de unos tres años».