Corea del Sur desarrolla la mayor tecnología de separación de CO2 para generación de energía

El Instituto de Investigación de Energía de Corea (KIER, por sus siglas en inglés) ha logrado un hito en la lucha contra el cambio climático al desarrollar y demostrar la tecnología de generación de energía a gas más grande del mundo capaz de separar inherentemente el dióxido de carbono (CO2). Con este avance, Corea del Sur se convierte en el primer país en utilizar este enfoque para generar vapor y producir electricidad de manera eficiente y sostenible.

En los sistemas convencionales de generación de energía a gas, la combustión del combustible libera CO2 junto con nitrógeno y vapor de agua. Posteriormente, el CO2 debe ser separado del nitrógeno mediante instalaciones especializadas, lo que incrementa los costos operativos. Para solucionar este problema, KIER ha apostado por la tecnología de combustión por bucle químico (CLC, por sus siglas en inglés), un método innovador que elimina la necesidad de procesos de separación adicionales.

A diferencia de los métodos tradicionales, donde el combustible reacciona directamente con el aire, la tecnología CLC suministra oxígeno puro mediante partículas transportadoras de oxígeno. Estas partículas liberan oxígeno durante la combustión y lo reabsorben cuando entran en contacto con el aire, repitiendo continuamente este ciclo para mantener el proceso en funcionamiento. Como resultado, el combustible interactúa exclusivamente con oxígeno puro, evitando la presencia de nitrógeno y generando únicamente CO2 y vapor de agua. Una vez condensado el vapor, se puede capturar el CO2 directamente, simplificando el proceso y reduciendo costos.

Otro beneficio clave de la tecnología CLC es su impacto ambiental positivo. A diferencia de la combustión convencional, que produce óxidos de nitrógeno (NOₓ), principales responsables de la contaminación por partículas ultrafinas, el proceso de CLC opera sin llama, reduciendo drásticamente estas emisiones dañinas. Este avance convierte a la CLC en una solución viable para la generación de energía limpia y sostenible.

Comercialización

En colaboración con el Instituto de Investigación de KEPCO, el equipo de KIER ha desarrollado una tecnología CLC de clase mundial y, en 2023, estableció una planta piloto de 3 MW, la más grande del mundo en su tipo. Durante más de 300 horas de operación continua, la tecnología logró una eficiencia de separación y emisión de CO2 superior al 96%, superando el estándar global anterior del 94%.

Uno de los hitos más importantes de este proyecto fue la exitosa producción de vapor para generación eléctrica, un desafío que ningún otro país había logrado hasta ahora. Mientras que la Unión Europea, China y Estados Unidos han estado investigando la tecnología CLC, ninguno ha conseguido producir vapor debido a las dificultades de mantener la eficiencia a gran escala.

Para superar este obstáculo, el equipo de KIER desarrolló diseños de procesos y tecnologías de operación que minimizan la pérdida de calor durante la ampliación de escala, además de mejorar las técnicas de producción de partículas transportadoras de oxígeno. Gracias a estos avances, la tecnología ha pasado de ser una promesa futura a una solución lista para su comercialización.

Beneficios

Un análisis económico de la tecnología CLC estima que, en comparación con una planta de gas convencional de 100 MW, generará un beneficio operativo anual de 14.400 millones de wones surcoreanos (aproximadamente 10,8 millones de dólares) y mejorará la eficiencia de generación en un 4%. Además, se espera que los costos de captura de CO2 se reduzcan en un 30% en comparación con los métodos actuales, permitiendo capturar más de 150.000 toneladas de CO2 al año.

Este avance es un paso clave hacia la meta de neutralidad de carbono en Corea del Sur. El Dr. Ryu Ho-jung, líder del Departamento de Investigación de Captura y Almacenamiento de Carbono (CCS) de KIER, afirmó: “Para lograr la neutralidad de carbono a nivel nacional, es esencial establecer y operar plantas de energía a gas que incorporen tecnologías innovadoras como la combustión por bucle químico (CLC). Seguiremos avanzando y demostrando nuestra tecnología para acelerar la comercialización de soluciones de generación de energía de próxima generación”.

Este desarrollo coloca a Corea del Sur a la vanguardia de la transición energética global y sienta las bases para una generación de electricidad más limpia y eficiente en el futuro.