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Obtener energía del carbón sin excavarlo
Convertir el carbón del suelo directamente en gases de combustión limpia podría tener enormes beneficios ambientales, y uno de los más importantes sería evitar las operaciones mineras destructivas. El problema es que la tecnología para la gasificación subterránea del carbón aún se encuentra en sus primeras etapas.
Carbón verdaderamente limpio: Swan Hills Synfuels genera una mezcla de gas de combustión limpia a partir del carbón en su planta de gasificación subterránea al noroeste de Edmonton. La compañía planea generar 300 megavatios de energía con el gas, mientras almacena el dióxido de carbono resultante en los campos petrolíferos de Alberta.
Ahora, el gobierno de Alberta dice que dará C $ 285 millones ($ 271 millones) a un proyecto de gasificación de carbón de Swan Hills Synfuels, con sede en Calgary, que involucra la operación más profunda jamás realizada para generar energía a partir del carbón, sin excavarlo.
Las demostraciones anteriores de la tecnología han convertido vetas de carbón a una profundidad de hasta 1.000 metros por debajo de la superficie en gas de combustión limpia. A diferencia de, Synfuels de Swan Hills El proyecto de 1.500 millones de dólares canadienses propone alcanzar una profundidad de 1.400 metros. Trabajar a esa profundidad podría disminuir la amenaza de contaminación del agua subterránea por el carbón en descomposición que arde sin llama. Tenemos 800 metros de roca, mucha de ella impermeable, entre nosotros y los acuíferos de agua dulce, dice el presidente de Swan Hills, Doug Shaigec.
Es más, si la tecnología puede llegar a capas más profundas de carbón, podría permitir el acceso a mucho más combustible fósil, dice Julio Friedmann, líder del proyecto de gestión de carbono del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California.
Cuando el proyecto comience en 2015, Swan Hills espera generar 300 megavatios de energía a partir de su gas de carbón y vender más de 1.3 millones de toneladas de dióxido de carbono por año. Los productores de petróleo podrían utilizar el CO2 y, en última instancia, almacenarlo en pozos de petróleo. Esto podría resultar en el almacenamiento de 10 a 20 millones de toneladas de dióxido de carbono por año para 2020. Eso ayudaría a Alberta a cumplir su meta de 2020 de captura de carbono de 25 a 30 millones de toneladas por año. según un informe del mes pasado de una alianza de empresas industriales canadienses .
Las pruebas piloto de Swan Hills confirman la viabilidad de estas promesas, según Shaigec. Él dice que el piloto produjo un gas excelente utilizando un par de pozos adyacentes espaciados de 50 a 60 metros, instalados en la veta de carbón con las mismas técnicas de perforación direccional detrás de la producción acelerada de gas natural a partir de depósitos de esquisto.
El oxígeno baja por el pozo de alimentación y la veta de carbón se enciende, lo que lleva la temperatura a 800 a 900 ºC y la presión a casi 2000 PSI. Bajo esas presiones, el oxígeno, el carbón y el agua salina (presente en el carbón y también inyectada a través del pozo de alimentación) reaccionan para formar un gas que es aproximadamente un tercio de metano y dos tercios de hidrógeno, junto con algo de monóxido de carbono y carbono. dióxido. El gas se extrae a la superficie a través del pozo de producción adyacente, donde el monóxido de carbono se convierte en hidrógeno y CO2, y se elimina todo el CO2.
Shaigec no dice nada acerca de cómo Swan Hills logró lograr un flujo de gas entre sus pozos, dada la baja permeabilidad del carbón aplastado bajo 1.400 metros de roca. Hemos utilizado medios mecánicos para establecer una ruta de comunicación adecuada entre los pozos, dice, utilizando técnicas estándar de perforación, terminación y estimulación. El método mecánico estándar mediante el cual se estimula la producción de gas de esquisto es la fractura de roca con agua a alta presión.
Bien pares: La perforación direccional guía un par de pozos adyacentes hacia la veta de carbón de 1.400 metros en la planta piloto Swan Hills Synfuels en Alberta. El oxígeno y el agua alimentados por un pozo provocan una reacción de gasificación, enviando gas sintético de combustión limpia hacia el otro pozo.
Shaigec dice que alrededor de 20 pares de pozos deberían generar suficiente gas sintético para alimentar una planta de energía de 300 megavatios que Swan Hills planea construir con un socio comercial que aún tiene que seleccionar. La planta será idéntica a una planta de energía convencional de ciclo combinado a gas natural, con solo pequeños ajustes en la turbina de gas para acomodar la mezcla de hidrógeno y metano. Gracias a esa mezcla rica en hidrógeno, la planta producirá solo 250 kilogramos de CO2 por megavatio-hora de energía. El resultado, dice Shaigec, será una energía mucho más limpia que los generadores convencionales de gas natural y carbón de Alberta, que liberan aproximadamente 400 y 1,000 kilogramos por megavatio-hora.
Mientras tanto, los competidores de Swan Hills esperan construir sus propias plantas de energía con bajas emisiones de carbono gestionando el riesgo de contaminación del agua subterránea. Con sede en Montreal Energía Laurus está esperando permiso para encender pozos que ha perforado en una veta de carbón de 200 metros de profundidad en el valle Drayton de Alberta. El Servicio Geológico de Alberta y la Junta de Conservación de Recursos Energéticos de la provincia concluyeron en una revisión publicada este verano que existe una preocupación con respecto a la contaminación del agua subterránea de la operación, calificando la preocupación como un impedimento potencial.
Rebecca McDonald, directora ejecutiva de Laurus, insiste en que se ha demostrado que la tecnología de su empresa, desarrollada por el hermano corporativo de Laurus, Ergo Exergy, es segura en quemaduras continuas de varios años en Australia y Sudáfrica. La clave, dice, es el monitoreo constante del agua subterránea y la gestión del proceso para garantizar que el agua de las capas circundantes ingrese al reactor y no fluya hacia afuera. La presión negativa en la costura significa que los contaminantes no pueden salir y contaminar el agua subterránea, dice McDonald.
Swan Hills anticipa que su proyecto será competitivo con las centrales eléctricas de gas natural y carbón que no capturan sus emisiones de carbono. Estamos posicionando a esta generación para que sea el recurso de elección, no solo desde un punto de vista ambiental sino desde un punto de vista económico, lo que significa competir con el carbón convencional y con la generación a gas natural en la última parte de la próxima década, dice Shaigec. .
La venta de dióxido de carbono a los productores de petróleo será vital, dice Shaigec. Y admite que las políticas gubernamentales que ponen precio al carbono solo pueden ayudar. No somos demasiado particulares acerca de cómo se concreta en última instancia, siempre que veamos un campo de juego más equitativo [para] los proyectos que practican la captura y el almacenamiento de CO2.