Die auf Chemical Looping (CLG) basierende Biomassevergasung mit einem Ca-Sorptionsmittel ist ein fortschrittliches Konzept zur Herstellung von erneuerbarem Wasserstoff. Die durch die Karbonisierungsbilanz auferlegte Begrenzung zwingt den Vergaser dazu, bei Temperaturen unter 700 °C zu arbeiten. Diese Temperatur impliziert eine erhebliche Verringerung der Umwandlung von Holzkohle mit Dampf und daher eine begrenzte Produktion von Wasserstoff. Die nicht umgewandelte Kohle wird im Kalzinator verbrannt und liefert die zur Aufrechterhaltung des Prozesses erforderliche Energie. Bisher wurden folgende Lösungen zur Erzeugung eines CO2-Stroms für die Sequestrierung im Kalzinator vorgeschlagen: die Verwendung von reinem Sauerstoff aus einer Luftzerlegungsanlage (ASU) oder die Einbindung eines weiteren chemischen Kreislaufs, um den Sauerstoff durch einen Träger zum Kalzinator zu transportieren Partikel. In beiden Fällen entsteht ein Verbrennungsgas mit CO2 und Dampf, aus dem sich der Dampf durch Kondensation leicht abtrennen lässt. Obwohl einige dieser Vorschläge sehr attraktiv sind, gibt es wichtige Aspekte oder Aspekte, die verbessert werden müssen:

1. Die Herstellung von Wasserstoff aus Wasser (Wasserspaltung) ist sehr begrenzt, da die Vergasung von Kohle mit Wasserdampf unter 700 ºC sehr langsam erfolgt.

2. Die notwendigen Prozesse zur Herstellung von CO2 für die Sequestrierung sind außerordentlich teuer (ASU) oder komplex (chemischer Kreislauf mit einem O2-Träger).

3. Die genaue Steuerung der Feststoffzirkulation zwischen Reaktoren in CLGs ist sehr komplex, da mehrere Prozesse gleichzeitig optimiert werden müssen (Wärmehaushalt des Kreislaufs, CO2-Abscheidung, Teerumwandlung und Sorptionsmittelregeneration).

4. Die Deaktivierung des Sorptionsmittels mit der Anzahl der Zyklen wird durch die strengen Bedingungen, unter denen die Kalzinierung im Allgemeinen durchgeführt wird, stark beeinträchtigt.

5. Der Energieaufwand, der sich aus dem zyklischen Arbeiten zwischen einer sehr endothermen Kalzinierung bei hoher Temperatur und einer exothermen Karbonisierung bei einer viel niedrigeren Temperatur ergibt, ist sehr hoch.

In diesem Projekt wird ein Verfahren vorgeschlagen, das die bisherigen Nachteile durch einen CLG verbessert, bei dem die für die Kalzinierung erforderliche Wärme durch Solarthermie bereitgestellt wird und die Kohle (und der Teer) im Vergaser katalytisch umgewandelt wird.

Darüber hinaus dient CaO tagsüber zur chemischen Speicherung von Sonnenenergie und gewährleistet so eine unterbrechungsfreie Produktion von H2 in Zeiten ohne Sonneneinstrahlung. Im Wesentlichen oxidiert der vorgeschlagene Prozess Biomasse mit Dampf unter Nutzung von Sonnenenergie und erzeugt einen konzentrierten H2-Strom im Vergaser und einen CO2-Strom, der für die Sequestrierung im Kalzinator bereit ist.

Obwohl dieses Projekt nicht den Bau einer neuen Pilotanlage zur Demonstration des vorgeschlagenen solaren CLG vorschlägt, wird vorgeschlagen, die wichtigsten Aspekte und Herausforderungen experimentell (zusätzlich zur Theorie) zu untersuchen und dabei die vorhandene Infrastruktur in der Forschungsgruppe zu nutzen. Außerdem wird eine technische und wirtschaftliche Machbarkeitsstudie sowie eine ökologische Nachhaltigkeitsstudie durchgeführt.

Das Forschungsteam besteht aus Mitgliedern spanischer und internationaler Forschungsgruppen. Die beiden spanischen Forschungsgruppen verfügen über umfassende und nachgewiesene Erfahrung in den Schlüsselaspekten, die in diesem Projekt entwickelt werden sollen.

Das Projekt trägt zu drei der Herausforderungen im Energiebereich der spanischen Regierung sowie zu mehreren spezifischen Herausforderungen der EU bei.