El Departamento de Energía de Estados Unidos ha concedido 3,2 millones de dólares a Solar MEAD, un proyecto conjunto liderado por CEMEX, Sandia National Laboratories y Synhelion, cuyo objetivo es descarbonizar la producción de cemento.
Con el método de generación de calor de proceso mediante energía solar concentrada desarrollado por Synhelion, los socios pretenden descarbonizar la producción de cemento.
Solar MEAD tiene ambiciosos planes para sustituir el uso de combustibles fósiles por energía solar térmica concentrada (CST) en la producción de clínker, el componente clave del cemento.
CEMEX y Synhelion han estado trabajando juntos para introducir CST en el proceso de producción de cemento, logrando el primer piloto demostrativo exitoso a escala de laboratorio en 2022 al producir el primer clinker solar de la historia.
Los socios pretenden utilizar la tecnología de Synhelion para producir el clinker de cemento necesario a gran escala sin recurrir a los combustibles fósiles. Ya lo consiguieron en pruebas de laboratorio el año pasado.
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En los últimos años, la producción de clínker se ha venido realizando con combustibles fósiles en hornos; cámaras aisladas térmicamente. Este proceso producirá clínker (principal material del cemento) mediante la fusión de arcilla, piedra caliza y otros materiales.
El proyecto investigará métodos para reducir las emisiones de dióxido de carbono, bajar las temperaturas del proceso y aumentar la eficacia de la formación de clínker utilizando energía solar.
El equipo evaluará las condiciones para maximizar la transferencia de calor a la mezcla de cemento crudo. La adopción con éxito de esta tecnología en la fabricación de cemento no sólo permitirá sustituir al 100% los combustibles fósiles, sino que también dará lugar a un proceso de captura de carbono más eficiente y de menor costo en comparación con las tecnologías de vanguardia actuales.
Producción de clínker
El clínker se produce mediante la fusión de piedra caliza, arcilla y otros materiales en un horno rotatorio a temperaturas cercanas a los 1.500ºC. Para calentar el horno se utilizan tradicionalmente combustibles fósiles contaminantes, responsables de aproximadamente el 40% de las emisiones directas de CO2 del proceso.
Synhelion es la primera empresa que genera calor de proceso sostenible a más de 1.500 °C mediante radiación solar concentrada. Por tanto, por primera vez es posible hacer funcionar procesos industriales como la producción de combustible o cemento utilizando calor solar.
Figura 1. Concentrador solar desarrollado por Synhelion.
“El cemento producido con energía solar es una tecnología emocionante con un enorme potencial para reducir la huella de carbono de la producción de cemento”, dijo Fernando A. González, Director General de CEMEX.
“Alcanzar nuestra meta de carbono neto cero para 2050 requerirá de innovación incesante como ésta para descubrir y escalar tecnologías de vanguardia”.
“Pocas tecnologías renovables son capaces de generar calor a las temperaturas necesarias para procesar la materia prima del cemento”, afirmó Nathan Schroeder, investigador de Sandia e investigador principal del proyecto Solar MEAD.
“Este proyecto avanzará nuestra comprensión de cómo utilizar la tecnología solar de concentración para reunir y suministrar el calor a las instalaciones de producción de cemento existentes y tendrá relevancia transversal para otras industrias de procesamiento de minerales, como la refractaria, la cerámica y la producción de baterías.”
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Sustitución de los combustibles fósiles
Si las empresas tienen éxito, su nuevo proceso no sólo permitirá sustituir el 100% de los combustibles fósiles, sino que también dará lugar a un proceso de captura de carbono más eficiente y de menor costo en comparación con las tecnologías de vanguardia actuales.
“El proyecto nos ofrece la oportunidad de utilizar nuestra tecnología sostenible para apoyar la descarbonización de la producción de clínker de cemento, que consume mucha energía”, afirma en el comunicado Gianluca Ambrosetti, consejero delegado y cofundador de Synhelion.
“Esta solución puede tener un enorme impacto en la industria y ayudará a allanar el camino hacia el cero neto. Estamos orgullosos de contribuir a este objetivo”.
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