Los centros regionales de captura y almacenamiento de carbono permiten a múltiples emisores de CO2 compartir infraestructuras y tuberías, reduciendo así los costes. Las soluciones avanzadas de automatización pueden aumentar la eficiencia operativa y mejorar la viabilidad económica de estos proyectos.
Los centros regionales de captura y almacenamiento de carbono (CAC) pueden ser una propuesta económicamente atractiva, ya que permiten a múltiples emisores de CO2 de una zona -como centrales eléctricas, plantas químicas y acerías- compartir infraestructuras y tuberías. Aun así, la CAC sigue implicando costes significativos, ya que la captura y compresión de CO2 requiere un gran consumo de energía. Por eso es vital optimizar la eficiencia del proceso y reducir los costes. En un artículo del Carbon Capture Journal, titulado «Increasing the Viability of CCS Hubs», detallo algunas de las tecnologías avanzadas de automatización, herramientas de ingeniería y soluciones de software que pueden ayudar a alcanzar estos objetivos.
El artículo explica que la absorción postcombustión basada en aminas es el proceso de captura de carbono más maduro. Consiste en una unidad de absorción, donde un disolvente químico captura el CO2 de los gases de combustión, y un separador, donde se regenera el disolvente químico y se extrae el CO2. La eficacia del proceso depende de la velocidad de circulación del disolvente. Existe un equilibrio entre la eficacia de la captura de carbono y el coste de la energía necesaria para regenerar el disolvente, por lo que el reto consiste en alcanzar la tasa de captura de CO2 deseada de la manera más eficaz. El artículo afirma:
…Supervisar el porcentaje de captura con análisis en línea permite optimizar el proceso mediante el control multivariable y la analítica. La automatización de la medición de la concentración de amina pobre con caudalímetros másicos Coriolis y densímetros permite determinar con precisión la velocidad de circulación del disolvente, de modo que se pueda alcanzar la eficiencia de captura deseada con el menor coste».
A continuación explico que, una vez extraído el CO2 de la fuente, suele licuarse bajo compresión a baja temperatura y bombearse a través de una tubería para almacenarlo bajo tierra o utilizarlo en otros procesos químicos aguas abajo. La eficacia del proceso de licuefacción depende de una medición y un control fiables. El artículo continúa:
…Los sistemas de control que ofrecen una integración perfecta de las herramientas de visualización de la planta ayudan a mantener una visibilidad total de los activos, mientras que las redes inalámbricas inteligentes reducen los costes de instalación y permiten una supervisión continua para garantizar una respuesta rápida a cualquier problema que pueda surgir.
Para que el CO2 se mantenga estable en su fase líquida durante el transporte a larga distancia, debe mantenerse a presión constante, lo que requiere compresores en varias etapas a lo largo de las tuberías. Es importante maximizar la disponibilidad de los compresores, ya que los fallos inesperados pueden provocar cortes de capacidad, daños en los equipos, mantenimiento excesivo, aumento de los costes y retrasos en la programación. Explico que:
…Las válvulas de control antisobretensión y las soluciones de válvulas digitales optimizadas garantizan un flujo estable hacia el compresor, evitando daños y aumentando la vida útil del compresor, mientras que las válvulas de seguridad de presión adecuadas permiten un funcionamiento más cercano a los puntos de ajuste de presión óptimos y reducen las emisiones fugitivas. También se dispone de tecnologías de detección omnipresente y análisis de datos para supervisar continuamente el estado y el rendimiento del compresor.
A lo largo de la cadena de CAC, hay puntos críticos en los que es vital una medición precisa, fiable y trazable del flujo y la densidad del CO2. Es esencial saber con precisión cuánto gas inyecta cada emisor en la red de gasoductos compartida, y que todas las partes confíen en las transacciones financieras basadas en estas mediciones. Por ello, las empresas deben implantar soluciones de medición fiables, como caudalímetros másicos y densímetros Coriolis de alta precisión, que puedan tolerar presiones extremas, bajas temperaturas y grandes oscilaciones de densidad.
A continuación explico que un reto importante en los proyectos de CAC es garantizar que el CO2 capturado se transporte de forma segura y fiable. La pérdida de contención socava el propósito de capturar CO2, por lo que las fugas que se producen como resultado de la corrosión y la erosión de las tuberías son una preocupación significativa. El artículo afirma:
…Ser capaz de detectar y localizar fugas en las tuberías en tiempo real permite a los operadores abordar los problemas con mayor rapidez, por lo que es esencial implantar un sistema de supervisión que proporcione visibilidad de la corrosión y la erosión de las tuberías. Las soluciones de automatización que ayudan a los operadores a mantener un proceso sin fugas incluyen sensores ultrasónicos inalámbricos que permiten una supervisión continua del grosor de las paredes de las tuberías, soluciones de supervisión y alarma en tiempo real para identificar rápidamente fugas y roturas, y válvulas de alto rendimiento con un sellado superior. Además, las soluciones informáticas pueden agregar datos dispares relacionados con las tuberías y la integridad de los activos para ayudar a identificar problemas y realizar una modelización más precisa de los riesgos.
Para poder entrar en una red de gasoductos compartida, la composición del CO2 debe ajustarse a determinados parámetros relativos a los niveles de impurezas. La presencia de impurezas puede causar daños que den lugar a peligrosas fugas y explosiones, ya que el fluido comprimido se expande rápidamente hasta convertirse en gas. Por tanto, es vital medir con precisión y fiabilidad la concentración y composición del CO2 y sus impurezas. El artículo continúa:
…Entre las soluciones de automatización avanzadas que ayudan a garantizar la integridad del CO2 se encuentran los analizadores de gas en continuo convencionales, que proporcionan análisis en tiempo real de la composición del CO2 con un grado de precisión muy elevado, lo que permite identificar múltiples contaminantes posibles, incluso en partes por millón muy pequeñas. Además, los analizadores de gases basados en cromatografía o tecnología láser de cascada cuántica ofrecen mediciones espectroscópicas rápidas y de alta resolución que proporcionan datos casi en tiempo real e información sobre tendencias. Esta visibilidad del proceso permite al emisor tomar medidas rápidas si los niveles de impurezas superan los límites acordados.
Las organizaciones pueden implantar un paquete de trabajo avanzado prediseñado conocido como estación de integridad de CO2, que incorpora una serie de soluciones de automatización para garantizar el cumplimiento de los requisitos de integridad del CO2 mediante mediciones, supervisión, análisis y control precisos y fiables. Además de analizadores de gas en continuo, sus componentes básicos incluyen caudalímetros másicos y densímetros Coriolis para mediciones extremadamente precisas y fiables; válvulas de cierre de emergencia y válvulas de seguridad de presión para proteger los equipos; y una unidad terminal remota u ordenador de caudal que realiza los cálculos de caudal y envía los datos de los equipos del paquete de sistemas de medición a un punto de control central.
El artículo concluye explicando que el éxito de los proyectos de almacenamiento subterráneo de CO2 depende de la evaluación precisa y fiable de la capacidad de almacenamiento. Afirma:
…La naturaleza altamente variable de las formaciones geológicas del subsuelo y de las características de las rocas hace que estas evaluaciones sean todo un reto, pero los últimos programas informáticos de exploración y producción, combinados con soluciones de gemelos digitales, proporcionan un modelado de simulación dinámica de los entornos físicos, lo que permite cartografiar y medir con precisión los complejos de almacenamiento subterráneo.
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