Terraform produce gas natural carbono neutral
(terraformindustries.wordpress.com)- Terraform Industries puso en marcha un demostrador integrado de power-to-gas el 27 de marzo de 2024, demostrando que puede fabricar gas natural sintético usando solo electricidad y aire
- El sistema combina procesos propios de electrólisis de hidrógeno, captura directa de aire (DAC) y metanación para convertir luz solar y aire en gas natural libre de combustibles fósiles
- En costos, plantea menos de 2.50 dólares por kg de H2 y menos de 250 dólares por tonelada de CO2, con una referencia de electricidad solar DC de 20 dólares/MWh
- El reactor de metanación produce gas natural con calidad de tubería de más de 97% de metano (CH4) a partir de hidrógeno y CO2, y afirma no usar catalizadores raros ni costosos
- Terraformer es el equipo que integra los tres procesos en una sola planta química modular, y la empresa planea aceptar reservas para los primeros Terraformer de producción y aumentar la fabricación según la demanda
Demostrador que produce gas natural sintético a partir de electricidad y aire
- Terraform Industries obtuvo, tras 2 años de desarrollo, una demostración de que puede producir gas natural sintético a partir de luz solar y aire
- El 27 de marzo de 2024 puso en servicio un demostrador integrado de power-to-gas, validando una configuración que convierte electricidad y aire en gas natural económico y libre de combustibles fósiles
- Tres subsistemas desarrollados internamente son la base de la configuración
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Electrólisis de hidrógeno
- Captura directa de aire (DAC)
- Metanación
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Enfoque de diseño: adaptar procesos industriales existentes a energía solar de bajo costo
- La clave está en adaptar procesos industriales ya probados a energía solar ultrabarata
- Para compensar el bajo factor de utilización del equipo, redujeron fuertemente el CAPEX y desarrollaron procesos capaces de soportar variaciones de energía por clima, día y noche, y estaciones
- Reducir el costo de producción es posible cuando tres elementos encajan al mismo tiempo
- Energía solar ultrabarata
- Hidrógeno verde de bajo costo
- Captura de CO2 del aire de bajo costo
- El objetivo es producir sustitutos de electrocombustibles con calidad comercial a precios competitivos
Costos de hidrógeno y captura de CO2
- Terraform Industries reportó avances respecto a sus metas previas de hidrógeno verde más barato y CO2 obtenido mediante captura directa de aire
- Los indicadores de costo del electrólizador son los siguientes
- El costo actual de producción de H2 es de menos de 2.50 dólares por kg
- El CAPEX del electrólizador es de menos de 100 dólares/kW
- La referencia para electricidad solar PV DC es de 20 dólares/MWh
- Es elegible para el crédito fiscal IRA 45V para hidrógeno verde, con un valor de 3 dólares por kg de H2
- Los indicadores de costo de DAC son los siguientes
- El costo de concentrar CO2 del aire es de menos de 250 dólares por tonelada
- El CAPEX de DAC es de menos de 600 dólares/T-year-CO2
Reactor de metanación y configuración de Terraformer
- Su reactor químico Sabatier multietapa desarrollado internamente toma hidrógeno y CO2 como insumos para producir gas natural con calidad de tubería
- El gas natural producido alcanza un nivel de más de 97% de metano (CH4)
- La empresa afirma que el reactor no utiliza catalizadores raros o costosos y que puede operar durante horas en estado estable sin datos previamente seleccionados
- Terraformer combina los tres subsistemas en una sola planta química modular
- El equipo va montado sobre skid y está pensado para instalarse junto a un arreglo solar PV
Método de producción y siguientes pasos
- Los tres subsistemas fueron desarrollados y fabricados en instalaciones internas en Burbank, California
- La producción y manufactura internas contribuyen a iteraciones más rápidas, menor riesgo en la cadena de suministro y a demostrar un modelo rentable de producción de gas natural libre de combustibles fósiles
- Hoy la humanidad depende de alrededor de 100 millones de barriles por día de petróleo y gas tradicionales, lo que genera cerca de 50 mil millones de toneladas de CO2 al año
- Terraformer podría convertirse en una fuente de hidrocarburos renovables a escala industrial que reduzca la dependencia de los combustibles fósiles
- La empresa está aceptando reservas para los primeros Terraformer de producción y planea ampliar la fabricación según la demanda
1 comentarios
Comentarios en Hacker News
Desde la perspectiva de alguien que sigue la industria del carbono, esto es bastante emocionante. Llevo un tiempo siguiendo de cerca a Terraform Industries y me gusta lo que están haciendo
Parecen ser uno de los pocos equipos que realmente entienden qué se necesita para hacer la transición hacia una economía carbono neutral. La idea clave sobre la viabilidad económica de sintetizar combustible a partir del aire también es una de esas que “una vez que la escuchas, parece obvia”. Como la electricidad solar sigue abaratándose, en vez de maximizar la eficiencia en equipos caros, se puede reducir el costo total fabricando equipos “ineficientes” pero baratos, y eso abre la puerta a escalar
Si te interesa este campo, también vale la pena leer su texto reciente, “Terraformer Environmental Calculus”: https://terraformindustries.wordpress.com/2024/02/06/terrafo...
Al perforar en busca de petróleo, casi siempre se atraviesan enormes capas subterráneas de metano. Por eso, cuando los gasoductos de gas natural están saturados y no se puede sacar más producto, en los sitios de perforación terminan liberando o quemando metano. En esos momentos, el precio del metano incluso puede volverse negativo, y este año llegué a ver -1.20 dólares por MMBtu. Básicamente están pagando para que alguien se lo lleve
Entonces me preocupa que, si el mercado se llena de metano sintético nuevo y barato, las empresas que perforan petróleo terminen quemando todavía más
Su sitio web minimalista está genial: https://terraformindustries.com/ Hasta incluye las ecuaciones químicas en texto plano
“¿Por qué nuestro sitio web se ve así? En TI creemos que podemos cambiar el mundo reemplazando la producción de hidrocarburos fósiles a escala global. Al igual que nuestro sitio web, nuestras máquinas son simples para poder fabricar millones de ellas lo más rápido posible. Nuestro sitio web encarna un compromiso cultural de asignar recursos a donde se resuelven los problemas más importantes”
Como alguien que ha trabajado toda la vida en software de RR. HH., esto me hace pensar en un sistema de puntuación/ranking para agencias adaptado a este tipo de escenario de una sola oportunidad. Tal vez si entregas 5 candidatos excelentes, después se te podría permitir uno o dos intentos fallidos
Aunque también me hace pensar en http://bettermotherfuckingwebsite.com/. Como ya tiene algunos elementos de estilo, con solo agregar una propiedad
widthtodo sería mucho más fácil de leer. Si se centrara, quedaría mucho mejor, y con eso bastaríaAlguien de verdad podría haber dedicado solo 5 minutos para hacer que se viera decente en el dispositivo de navegación web más usado del mundo. Era posible hacerlo manteniendo esa estética retro de presumir virtudes, sin quitarle recursos a la “misión principal” ni nada parecido
Si no piensan prestarle atención, mejor no tener sitio web
Es realmente interesante que Terraform haya llegado a este punto. Espero que sea real y que no haya sido una broma del Día de los Inocentes/April Fools
El fundador, Casey Handmer, también es una persona bastante interesante. Incluso ayudó con el análisis inicial de las huellas de chasquido en los rollos del Vesuvius Challenge, contribuyendo al avance que permitió leer la primera frase del rollo: https://caseyhandmer.wordpress.com/2023/08/05/reading-ancien...
También recomiendo leer más del blog de Terraform Industries y del blog personal de Casey
Si quieres ver más sobre Terraform, recomiendo los videos recientes de Jason Carman
Resumen y recorrido, unos 20 minutos: https://www.youtube.com/watch?v=NngCHTImH1g
Entrevista más profunda, unos 40 minutos: https://www.youtube.com/watch?v=ekEdq6PhC0Q
Me pregunto cómo van a abordar las fugas de metano, una fuente importante de emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera. Aunque conviertas CO2 en metano, si se fuga ya no es carbono neutral
Sí se puede fabricar gas natural con CO2 capturado del aire e hidrógeno obtenido por electrólisis del agua. Pero entonces hay que preguntar por qué no usar simplemente hidrógeno directamente, en vez de asumir la ineficiencia y el costo de la captura directa de CO2 del aire y de fabricar metano
Si de verdad quieres producir un combustible sintético con carbono, ¿por qué metano y no algo más fácil de almacenar como metanol o hidrocarburos más pesados? O, en lugar de recolectar con tanto esfuerzo CO2 del aire, donde ya está completamente oxidado, ¿por qué no desoxigenar biomasa, incluyendo residuos de biomasa como papel, con ese hidrógeno?
Además, esto tampoco es una disyuntiva absoluta. Si la gente quiere hidrógeno, en principio el electrolizador de Terraform podría suministrarlo
La densidad energética por kg es excelente, pero por volumen es terrible, porque el hidrógeno es la molécula más pequeña y ligera. En forma líquida o gaseosa, para la misma cantidad de energía, ocupa casi 3 veces más volumen que el metano. Si se transporta como gas comprimido, como en el abastecimiento de autos de hidrógeno, ocupa unas 18 veces más volumen que el diésel. No encaja con una escala tipo suministro de combustible a estaciones de servicio
En forma líquida es mejor, pero sigue estando en alrededor de 3 veces el volumen del metano y 4 a 5 veces el del diésel. Para mantener hidrógeno líquido normalmente hay que dejar que una parte hierva y se pierda continuamente, así que no se almacena por mucho tiempo. El metano tiene un problema parecido, pero con condiciones de temperatura y presión mucho menos extremas. El hidrógeno líquido debe enfriarse a unos pocos kelvin y, al transportarlo, se pierde una cantidad nada despreciable durante todo el trayecto
Por eso la mayor parte del hidrógeno que se produce hoy se usa en el sitio para fabricar otras cosas. Moverlo solo aumenta el costo y la complejidad
Parece que Terraform sí ha logrado avances del lado de los electrolizadores, pero todavía no es momento de descorchar el champán. Su gas sintético sigue costando un orden de magnitud más que el gas natural. La propuesta de valor de reemplazar el combustible sucio más barato por una alternativa limpia mucho más cara es limitada. El proceso que usa carbono capturado al final también lo devuelve todo a la atmósfera. En la mayoría de los usos, convertirlo en gas sintético entra en territorio de pérdidas profundas, y antes de eso se considerarían muchas otras alternativas
El precio de hidrógeno verde que presentan sí parece más cercano a un punto en el que valdría la pena pagar el sobrecosto para reemplazar hidrógeno gris y limpiar usos existentes del hidrógeno, como la producción de fertilizantes u otros procesos químicos. Sigue siendo más caro, pero subsidios e incentivos podrían cerrar la brecha
Al esquivar a la industria fósil tradicional y extraer hidrocarburos del aire en vez del suelo, se puede mantener la neutralidad de carbono. No hace falta reinventar toda la industria
Son mucho más fáciles en términos de almacenamiento y densidad, y como se sintetizan a partir de componentes de la atmósfera, no habría que preocuparse por contaminantes que complican el uso de hidrocarburos más pesados, especialmente compuestos de azufre
En varios sentidos, quizá sería incluso mejor apuntar a carbono amorfo. Si se pudiera hacer carbón a partir de CO2 atmosférico, sería una gran ventaja en transportabilidad, especialmente en seguridad y confiabilidad
Se escapa fácilmente de cualquier recipiente y, si intentas contenerlo en metal, provoca fragilización por hidrógeno. Parece que sí se puede almacenar en minas de sal abandonadas y quizá algún día se use así, pero esos lugares no siempre están cerca
En HN se ve más seguido al otro Terraform, así que probablemente habría puesto el título como “Terraform Industries...”
¿En qué casos vale más convertir electricidad, una energía de alta calidad, en una energía de menor calidad como combustible líquido, en vez de electrificar directamente ese uso?
Convertir electricidad en movimiento es mucho más eficiente por unidad de energía de entrada que la cadena de quemar combustible para generar calor, usar la expansión del gas para mover un pistón y luego convertir eso en rotación. ¿Qué se me está escapando?
Al mediodía en abril no se la llevan ni regalándola. Ese hecho es una gran barrera para construir nueva capacidad solar. Puedes revisar estudios académicos sobre este tema, como “Learning is not enough”
Además, también usamos combustibles fósiles como materia prima para fertilizantes y plásticos, así que hay aplicaciones importantes de power-to-X que no tienen nada que ver con la combustión ineficiente
Si queremos dejar atrás los combustibles fósiles, probablemente tiene que existir algo como Terraform
La generación excedente que aparece según la hora es prácticamente inevitable en redes con alta penetración renovable y casi sale gratis, así que la eficiencia pasa a importar bastante menos
En vez de desperdiciar esa capacidad sobrante, se pueden fabricar combustibles químicos y usarlos después como almacenamiento para quemarlos en plantas pico, o como combustible en usos de transporte donde la densidad energética importa, como camiones, aviones y barcos
Almacenar gas es mucho más barato que almacenar baterías. Aunque toda construcción nueva fuera eléctrica, llevamos décadas construyendo infraestructura centrada en el gas. No va a pasar que todas las calderas domésticas de Alemania se cambien a bombas de calor en 10 años
Es algo impresionante hasta cierto punto, pero después de ver hoy “Natural Gas is Scamming America” de Climate Town (https://youtu.be/K2oL4SFwkkw), toda la industria del gas natural parece contaminada hasta un punto difícil de creer.
Ya de por sí no la veía de forma positiva, pero en general el gas natural parece tan dañino para el cambio climático como el carbón, o incluso más. La razón principal son las fugas enormes, y también es alta la energía necesaria para transportar gas natural a otros países.
La idea de producir gas natural carbono neutral suena excelente, pero ¿no se puede evitar almacenar energía en uno de los gases que más fuertemente impulsa el cambio climático?
Ahora estamos atados a los lugares donde se pueden extraer combustibles fósiles del suelo, así que hay que transportarlos de un lugar a otro. La extracción del aire no tiene ese problema.
https://link.springer.com/article/10.1007/s10311-021-01322-8
Es un artículo interesante.
¿La industria del petróleo también va a seguir el ejemplo de la industria cárnica y decir que en realidad esto es gas artificial, engañando a los consumidores?