Plataforma Tecnológica Española de Eficiencia Energética

• Año: 2021
• Fuente: data.europa.eu
• Acrónimo del proyecto: CO2OLHEAT
• Título del proyecto: Supercritical CO2 power cycles demonstration in Operational environment Locally valorising industrial Waste Heat
• Identificador de Topic: LC-SC3-CC-9-2020 - Industrial (Waste) Heat-to-Power conversion
• Esquema de financiación: IA - Innovation action
• Entidades españolas: ACONDICIONAMIENTO TARRASENSE ASSOCIACION; COMPANIA ESPANOLA DE LAMINACION SL.
• Fecha de inicio: 01/06/2021
• Fecha de fin: 31/05/2025

• Presupuesto total: 18.813.891,25€
• Ayuda concedida: 13.999.996,40€
• Porcentaje del presupuesto financiado: 74%

• Sector de aplicación: Industrial
• Tecnología principal: Valorización de residuos
• Link (Cordis): https://cordis.europa.eu/project/id/101022831
• Estado del arte: Waste Heat Recovery (WHR) y Waste Heat to Power (WH2P) son mejores prácticas bien establecidas que ayudan a las industrias a disminuir su dependencia energética de los combustibles fósiles y a mejorar la eficiencia de sus recursos . Si bien WHR se usa ampliamente para fines industriales internos, numerosas barreras impiden el uso generalizado de las aplicaciones WH2P. En particular, su tamaño significativo, competitividad tecnológica limitada (>20 MWth, temperatura WH limitada, eficiencias más bajas) y fluidos inflamables aún representan serios cuellos de botella. El uso de CO2 en su estado supercrítico es revolucionario y muy prometedor en la generación de energía. Ofrece los beneficios de ambos estados: se expande como gas y es denso como líquido. Estas propiedades termodinámicas únicas hacen que su uso sea ideal para la conversión de energía en una turbina. Gracias a las características de los ciclos de energía de sCO2 (flexibilidad, reducción significativa de agua hasta el 100%, tamaño de componentes más pequeños y ausencia de emisiones de GEI), compensan las desventajas de las soluciones tradicionales y los convierten en una tecnología ideal para REIIs (Resource and Energy-Intensive Industries).

CO2OLHEAT aborda el reto de la eficiencia energética y la descarbonización de las industrias europeas de uso intensivo de recursos y energía. Se centra en el calor residual no utilizado y en su transformación en electricidad de forma eficiente y rentable. Las tecnologías de vanguardia de sCO2 se emplearán para diseñar y demostrar la primera planta de sCO2 de la UE en un entorno industrial real.

Esta planta pionera generará energía completamente limpia, ahorrando importantes cantidades de energía primaria y, por tanto, también de emisiones de CO2.

Contribuir a la mejora de la eficiencia energética de las industrias y a la reducción de las emisiones de GEI.
Mitigar el aumento del consumo de electricidad.
Introducir el concepto de economía circular y simbiosis industrial en la gestión del calor.

1) Aprovechar el potencial del calor residual industrial: Diseño de un novedoso esquema de planta WH2P para la valorización del calor residual de forma eficiente y rentable.
- Desarrollo y demostración de un ciclo de potencia sCO2 WH2P altamente flexible con una fuente de calor T>400˚C y una eficiencia ηNOM>23%.
- Desarrollo de componentes del ciclo de potencia sCO2: turbomáquinas, intercambiadores de calor.
- Desarrollo de sistemas de control que permitan mejorar la flexibilidad (relacionada con la carga parcial, temperaturas más bajas de WH) y la interoperabilidad de la red eléctrica.

2) Innovaciones, viabilidad económica y fácil replicabilidad: La tecnología innovadora y de vanguardia se utilizará para diseñar y desarrollar el ciclo de potencia sCO2 y un sistema integrado y fácil de instalar, con unas características económicas y de replicabilidad excepcionales en otros sectores de REII (del inglés Resource and Energy Intensive Industries) y de generación de energía.
- Rentabilidad en términos de CAPEX, LCOE, periodo de amortización, tasa de retorno .
- Replicación virtual del concepto CO2OLHEAT en seis aplicaciones: aluminio, acero, vidrio, incineración de residuos, energía solar concentrada, turbinas de gas de ciclo combinado.
- Amplia difusión de los objetivos, avances y resultados del proyecto, así como la creación de un grupo de trabajo paneuropeo sobre el CO2

3) Aumento de la eficiencia energética: Mejora de la eficiencia energética de las REIIs mediante la valorización del calor residual, su conversión en electricidad y su reinyección en el proceso industrial.
- Permitir la flexibilidad de la red
- Reducción de los costes energéticos

1) Tecnología: El proyecto CO2OLHEAT aportará cambios tecnológicos pioneros que darán lugar a la primera aplicación sCO2 WH2P de la UE instalada en un entorno industrial real. Además, el proyecto dará a las REII la oportunidad de convertirse en actores de la flexibilidad en las redes eléctricas y de evolucionar de consumidores a prosumidores. Esta tecnología allanará el camino a las siguientes mejoras:
- Aumento de la eficiencia
- Aumento de la flexibilidad
- Mejor integración en las plantas industriales existentes
- Mayor seguridad de funcionamiento
- Reducción significativa del tamaño de los componentes del ciclo de potencia
- Amplio rango de temperatura de entrada
- Escalabilidad

2) Medio ambiente: El proyecto llevará a un entorno industrial real una tecnología que podrá producir una energía completamente limpia. Aunque el dióxido de carbono en sí es un gas de efecto invernadero, cuando se extrae del medio ambiente y se aísla en un ciclo energético cerrado, no contribuye al efecto invernadero. CO2OLHEAT pretende convertirse en un elemento de cambio en el uso del calor residual, sobre todo porque su tecnología única podrá contribuir a una huella medioambiental muy pequeña. El proyecto permitirá:
- un importante ahorro de energía primaria de REIIs
- reducción de las emisiones de GEI
- hasta un 100% de reducción del consumo de agua (gracias a que el ciclo de energía sCO2 no requiere agua)
- hasta un 30-40% de reducción de componentes de materias primas (gracias al tamaño compacto de todos los componentes del ciclo de potencia)

3) Economía: La aplicación CO2OLHEAT WH2P ofrecerá una propuesta de valor mejorada en forma de numerosos beneficios económicos.
- Reducción de los costes de electricidad - el coste nivelado de energía (LCOE) previsto es de 4c€/kWh
- Costes de electricidad evitados para las REII - CO2OLHEAT cubrirá aproximadamente el 10% de las necesidades de la planta de CEMEX, lo que se traduce en 750k€ al año
- Periodo de amortización entre 4 y 8 años
- CAPEX entre 2,5M€ y 3M€/MW
- Tasa de rendimiento del 18% para la vida útil del bloque de energía (est. 20 años)
(Todos los valores anteriores son impactos esperados válidos para un módulo de 2MW y 8.000 horas de funcionamiento/año, como se demostrará en el proyecto CO2OLHEAT; al escalar a 10-15MW, los valores pueden ser más favorables)

Proyecto reciente.

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• TRL inicial: -
• TRL objetivo: * 7
• TRL alcanzado hasta la fecha: -