Curiosidades

Carbón, baterías y turbinas de viento – el zumbido de la energía directa para junio de 2020

¡Bienvenidos a la edición de junio de 2020 del zumbido de la energía directa! Este mes, discutiremos la tecnología de captura de carbono que convierte rápidamente el dióxido de carbono (CO2) en piedra caliza, cómo una idea de ferrocarril del siglo XIX puede almacenar electricidad, y qué tan bien el efecto de la pila de energía hace que la vida urbana aumente.

Girar hacia la piedra

La Conferencia anual de Captura, Utilización y Almacenamiento de Carbono (CCUS) se celebró en Tysons Corner, VA en junio de 2020. La conferencia reunió a expertos y representantes de la industria para examinar las mejores prácticas para eliminar los gases de CO2 de la quema de combustibles fósiles y ponerlos bajo tierra. Los proyectos actuales se basan en el bombeo de gas en el subsuelo, ya sea en minas de sal o en pozos petrolíferos agotados a miles de pies de profundidad. El éxito del secuestro de carbono ha sido en gran parte ilusorio debido al alto costo y al problema de la fuga de CO2 del almacenamiento subterráneo y su regreso a la superficie.

El proyecto CarbFix en Islandia ha encontrado la manera de unir el CO2 a las formaciones de roca basáltica volcánica en los campos geotérmicos. La idea es producir piedra caliza a través de la reacción química natural del calcio, el magnesio y el hierro del basalto con el CO2 del aire.

El proceso requiere perforar más de mil pies en una capa de basalto volcánico y bombear MUCHA agua para combinarla con CO2 en el pozo (en este caso, bombeado desde la planta geotérmica Hellisheidi en las afueras de Reykjavik) para crear un agua carbonatada ligeramente ácida. El agua entra entonces en la capa de basalto y comienza la reacción química.

El estudio ha encontrado “que el 95% del CO2 inyectado fue mineralizado a través de reacciones de agua-CO2-basalto entre la inyección (HN02) y los pozos de monitoreo (HN04) en 2 años”. Las muestras del núcleo en el área experimental revelan roca basáltica con nuevos depósitos carbonizados blancos de piedra caliza. En cuanto a la fuga de CO2, los investigadores utilizaron el carbono 14 radioactivo como marcador en la mezcla de gases. No detectaron ninguno, lo que indica que prácticamente todo el CO2 había sido ligado a la profunda roca basáltica.

La tecnología es todavía joven. De las cantidades de volumen bombeadas en la capa de basalto, sólo el 5% era CO2 (que posiblemente podría ser recuperado a tiempo). El principal costo, sin embargo, proviene de la captura de CO2 en la fuente – lugares como generadores eléctricos, plantas de cemento y acerías. Afortunadamente, el basalto está prácticamente en todas partes, especialmente en el suelo del Océano Atlántico, ya que constituye aproximadamente el 10% de la geología de la Tierra.

Retorno del ferrocarril de gravedad – como almacenamiento de energía?

Creciendo en Reading, PA, a la sombra del Monte Penn y de las historias de sus otrora grandes hoteles del siglo XIX, aprendí en la escuela sobre su ferrocarril de gravedad. Los pasajeros subían a los vagones en la base de la montaña y estos eran arrastrados por una locomotora a vapor hasta la cima de un hotel. El viaje cuesta abajo no tenía locomotora, los vagones rodaban por la ladera de la montaña confiando en expertos frenadores y muy buenos sistemas de frenado.

Casi un siglo después, las huellas han desaparecido, pero la calzada todavía existe. De hecho, hay una gran cantidad de líneas de ferrocarril abandonadas en esa parte de Pennsylvania y en otros lugares del país.

Así que, me hizo cosquillas el hecho de haber entrado en el Almacenamiento Avanzado de Energía Ferroviaria (ARES), que acaba de recibir la luz verde de la Oficina de Administración de Tierras de Nevada para empezar a construir su propio ferrocarril de gravedad de almacenamiento de energía. La idea es usar locomotoras eléctricas automatizadas para empujar un pesado tren cargado de rocas por una colina usando el exceso de energía en horas valle. Durante el uso máximo, los frenos se liberan y el tren rueda colina abajo – pero utiliza sus motores eléctricos como generadores.

Se espera que el sistema funcione con un 80% de eficiencia y es escalable. Todo el complejo que utiliza los patios de ferrocarriles superiores e inferiores puede almacenar desde 100 megavatios hasta 3 gigavatios. En comparación con otros sistemas de energía almacenada, como las enormes instalaciones de hidroalmacenamiento, su construcción sería mucho más barata y potencialmente podría ubicarse en patios de ferrocarril abandonados cerca de zonas densamente pobladas.

¿Cómo se acumula esto?

En el invierno, el efecto de pila en nuestros hogares significa que el aire caliente fluye a través del ático de nuestras casas y atrae el aire más fresco del exterior. Desperdicia energía, eleva los costos de calefacción, y es algo que se quiere evitar.

A menos que ates un tubo al costado del silo con una turbina de viento en la parte superior. Entonces puedes usarlo para hacer electricidad.

Eso es lo que GRNE Solutions planea hacer con un viejo silo de grano en Minneapolis. El tubo tendrá 7 1/2 pies de diámetro y usará el efecto de pila para extraer suficiente flujo de aire para poner en marcha una turbina de viento de 3 kW. El tubo, llamado Columna de Energía, requiere que los edificios tengan al menos 10 pisos (100 pies) de altura. Aunque la Columna de Energía no es aplicable a una casa suburbana, ya ha demostrado su eficacia en los rascacielos urbanos.

La empresa de desarrollo inmobiliario propietaria del silo (y varias otras) quiere convertirlas en activos productivos.

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