El 'por qué' y el 'cómo' de la tecnología de captura de carbono para edificios

Soletair Power (Finlandia) ha desarrollado una solución aparentemente única para extraer dióxido de carbono (CO2) de los sistemas de ventilación de los edificios para ayudar a lograr proyectos de construcción con emisiones de carbono netas cero e incluso carbono negativo. La empresa emplea adsorción por oscilación de temperatura y vacío (TVSA) para segregar el CO2, antes de regenerar el adsorbente mediante un "oscilación" al vacío. TVSA de Soletair es capaz de capturar CO2 con una pureza del 99,9%, utilizando menos de 100 grados C como temperatura de regeneración. El proceso depende de una medición precisa y confiable de la temperatura, la humedad y el CO2 utilizando tecnología desarrollada por la firma de instrumentación Vaisala, autora del artículo siguiente.

Los edificios y la construcción son responsables del 37% de las emisiones de CO2 del mundo, por lo que se han establecido objetivos ambiciosos para reducir esta cifra tanto durante la construcción como en la operación; el objetivo final es lograr edificios con emisiones netas de carbono cero. También existe presión por parte de regulaciones locales y específicas de la industria, así como requisitos globales más amplios como el Acuerdo de París, que requiere una reducción del 50% en las emisiones de CO2 para 2030.

Soletair Power, fundada en 2016, descubrió el potencial de la tecnología para reducir las emisiones de carbono de un edificio capturando CO2 de su sistema de ventilación y utilizándolo en la producción de combustible u hormigón, por ejemplo.

¿Por qué capturar CO2 de los edificios? Petri Laakso, director ejecutivo, explica los múltiples beneficios de las soluciones de Soletair Power. “Capturar CO2 del aire de un edificio, ya sea de entrada, de escape o de circulación, reduce sus emisiones generales de CO2. Nuestro sistema también ofrece reducción de costos, bienestar de los empleados y beneficios de sostenibilidad. Por ejemplo, al entrar en el edificio aire pobre en CO2, se pueden reducir los niveles de ventilación, lo que ahorra calefacción, refrigeración y energía, reduciendo aún más las emisiones operativas de CO2. Los niveles más bajos de CO2 dentro de oficinas y edificios residenciales también contribuyen a una mejor salud, bienestar y desempeño de los empleados.

"Para capturar CO2, el aire debe estar en movimiento y los sistemas de ventilación hacen este trabajo por nosotros, y el aire en los edificios también tiende a estar a unos 20 °C, que es la temperatura óptima para nuestro proceso".

Además de capturar CO2 del aire que pasa a través de sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), Soletair Power también ha desarrollado un purificador de aire interior con filtrado de CO2 para salas de reuniones y espacios de oficinas más pequeños, y un sistema de captura de CO2 exterior. "Nuestro dispositivo para exteriores es muy similar al integrado en HVAC, pero con una carcasa alrededor de la unidad", dice Petri. “Tenemos una de esas unidades en Duisburg, Alemania, que se instala al aire libre para capturar la mayor cantidad de CO2 posible. Luego, la empresa utiliza el CO2 como materia prima para diversos procesos industriales”.

¿Son posibles los edificios con emisiones de carbono negativas? Un beneficio adicional importante de la solución de Soletair Power es que el CO2 capturado se puede utilizar para otras aplicaciones, incluida la producción de hormigón. “En el caso del hormigón, el CO2 capturado se utiliza para crear carbonato de calcio, por lo que existe el potencial de lograr emisiones negativas cuando el CO2 se mantiene alejado de la atmósfera. Esta es una forma en que podemos ayudar a los propietarios de edificios a lograr emisiones netas cero durante toda la vida útil del edificio compensando las emisiones operativas y relacionadas con la construcción”, dice Petri. "Los edificios con emisiones de carbono negativas también ofrecerán importantes ahorros de costes, lo que significa que nuestros sistemas pueden proporcionar un retorno de la inversión en tan solo unos años".

Sin embargo, lograr cero emisiones netas no es tarea fácil, y la capacidad para lograrlo puede depender de varios factores locales, incluida la forma en que se genera la energía y la calefacción del edificio. "Para convertir un edificio en un sumidero de carbono es necesario que su electricidad sea renovable y que la calefacción provenga de una fuente que minimice las emisiones", explica Petri.

Soletair Power está trabajando actualmente en varios proyectos para crear edificios con emisiones netas de carbono cero. “Estos proyectos utilizan varias medidas avanzadas para reducir las emisiones de CO2 durante la construcción y operación del edificio; en algunos casos, nuestra solución es el toque final que inclina las emisiones hacia el lado negativo, y deberíamos tener algunos resultados interesantes para compartir en los próximos años”, afirma Petri.

Convertir el CO2 capturado en combustible sostenible En otoño de 2018, Wärtsilä, líder mundial en tecnologías y soluciones innovadoras para las industrias marina y energética, se acercó a Soletair Power para solicitar el uso de CO2 extraído para producir combustibles, antes de sumarse al proyecto con una inversión inicial en abril de 2019. La colaboración produjo el mayor Dispositivo más compacto que utiliza aire para crear combustible. La unidad de demostración Power-to-X, que se exhibió en el Pabellón de Finlandia en la Expo 2020 en Dubai, utilizó energía renovable y CO2 del aire circundante junto con hidrógeno del agua para producir metano sintético, que luego se usó para alimentar una máquina de café. para los invitados a la feria. Las empresas también han colaborado en el desarrollo de una unidad integrada de HVAC que captura CO2 del aire de entrada en el Centro de Tecnología Sostenible de Wärtsilä en Vaasa y suministra aire pobre en CO2 al edificio.

Los sensores precisos son un componente clave El objetivo del sistema de captura de CO2 es reducir el consumo energético de un edificio manteniendo el mismo nivel de calidad del aire en su interior. “Nuestro sistema mantiene el CO2 en el edificio a un nivel bajo, de modo que la ventilación puede funcionar a niveles muy bajos en un modo controlado por la demanda. Necesitamos poder medir con precisión los datos de CO2 para determinar cuánto está capturando el sistema, que es donde entran en juego los sensores de Vaisala. Además de los sensores de CO2, nuestra tecnología también utiliza sensores de humedad y temperatura en varios puntos del proceso”.

Soletair Power utiliza el transmisor de temperatura y humedad para conductos HMD60, el transmisor de dióxido de carbono CARBOCAP® serie GMD20, el transmisor de dióxido de carbono, temperatura y humedad CARBOCAP® serie GMW90 y el medidor de CO2 portátil GM70 de Vaisala para tomar estas lecturas.

Petri explica las razones detrás de elegir Vaisala: “Para nosotros era importante utilizar equipos de primera categoría en todas nuestras unidades. Anteriormente utilizamos sensores más baratos de otros lugares, pero descubrimos que faltaba la estabilidad a largo plazo del equipo, lo que significaba que no podíamos garantizar datos precisos a medida que el equipo envejecía. Conscientes de la reputación de Vaisala en cuanto a servicio al cliente y soluciones de medición precisas y confiables, nos mudamos a Vaisala”.

Petri también destaca la importancia de contar con equipos confiables para obtener información a partir de los datos de medición: "El rendimiento de nuestra solución basada en química se ve afectado por varios factores, incluidas las condiciones ambientales, por lo que si no se tienen datos confiables, es difícil juzgar por qué esos cambios". ha ocurrido."

Los planes de futuro de Soletair Power pasan por desarrollar la tecnología TVSA para hacer más compactos los sistemas de captura de CO2 y mejorar la sostenibilidad de su funcionamiento. "Esperamos continuar nuestra cooperación con Vaisala y, a medida que nuestra solución se desarrolle, probablemente necesitaremos el apoyo de sus expertos sobre qué sensores elegir y cómo calibrarlos para que funcionen de manera óptima en condiciones atmosféricas cambiantes", explica Petri.

Con la urbanización global a un ritmo acelerado y las regulaciones sobre emisiones cada vez más estrictas, la necesidad de soluciones innovadoras en edificios y construcción crecerá, y con pioneros disruptivos como Soletair Power aprovechando las tecnologías de medición estables y confiables de Vaisala para dar grandes pasos hacia adelante, el futuro es brillante. .