Concurso de destilerías verdes: informes de viabilidad de la fase 1

Dec 18, 2023

Actualizado el 24 de noviembre de 2021

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Dirigido por Edrington junto con los consultores Allen Associates.

Las bombas de calor de alta temperatura (HTHP) tienen el potencial de convertir el calor de baja calidad en vapor para su uso en una variedad de aplicaciones de destilería. Tienen la ventaja de mejorar la eficiencia energética general y de permitir el cambio de combustible a electricidad renovable a partir de combustibles fósiles. Edrington tiene como objetivo investigar esta tecnología a escala industrial, en la destilería y maltería Highland Park en Kirkwall. El proyecto desarrollará un innovador sistema de recuperación de calor de destilería con un HTHP en su núcleo. El vapor producido se utilizará para calentar los hornos de secado de malta, reemplazando al coque como fuente de combustible para este proceso y eliminando las emisiones de carbono asociadas.

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Dirigido por John Fergus & Co Ltd junto con Arup.

Este proyecto se centrará específicamente en el potencial de uso de hidrógeno en la destilería para descarbonizar significativamente el calor de proceso requerido. El hidrógeno podría producirse de dos maneras, convirtiendo el gas generado en la planta de AD local en hidrógeno in situ y mediante la electrólisis de las energías renovables locales in situ. Alternativamente, podría ser entregado en el sitio por otros productores locales de mayor escala en la localidad.

La destilería ya ha llevado a cabo un estudio que analiza la energía que podría generarse a partir de los paneles fotovoltaicos del techo del almacén, estos datos se incorporarán al estudio para determinar la capacidad de producción de hidrógeno. El estudio también analizará las implicaciones de esta generación renovable adicional en el sistema eléctrico que abastece a la destilería. El uso del hidrógeno dentro de la caldera de vapor de gas natural existente pero convertida o un sistema de hidrógeno recién instalado que desplaza la demanda restante de gas natural de los sitios.

Adicionalmente, la huella de carbono de la destilería ha sido objeto de un estudio previo. Esto ayudará a confirmar los ahorros potenciales de carbono de tal esquema.

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La Uist Distilling Company Ltd.

El proceso de destilación para la mayoría de las destilerías operativas se alimenta de la generación de vapor mediante la quema de fuel oil o gas natural. Este proyecto considerará la oportunidad de que una nueva destilería se diseñe con bajas emisiones de carbono desde el principio haciendo funcionar la destilería a través de una combinación de un quemador de hidrógeno y calentamiento indirecto de un aceite térmico en lugar de vapor convencional.

Este innovador diseño de ingeniería utiliza la quema indirecta de hidrógeno para crear un entorno operativo más seguro y una solución más económica que la combustión directa. El proyecto busca evaluar la viabilidad de crear hidrógeno en el sitio a través de la instalación de generación de energía renovable y rutas viables al mercado para el exceso de hidrógeno creado. También se investigará la producción de hidrógeno fuera del sitio utilizando activos operativos de energía renovable y el transporte al sitio. La viabilidad técnico-económica de dichos sistemas energéticos se evaluará y debatirá en el contexto de la estrategia energética nacional y regional y la transición hacia una economía del hidrógeno.

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La Uist Distilling Company Ltd.

Este proyecto considera la oportunidad de que una destilería de nueva construcción funcione a través de un acumulador de calor de alta temperatura accionado eléctricamente, a diferencia del caso hipotético de los quemadores de aceite a base de combustibles fósiles. Una proporción significativa de las destilerías nuevas y existentes están situadas en áreas rurales donde la infraestructura eléctrica es muy limitada. Esto limita las posibilidades de nueva generación de electricidad renovable ya que la exportación a la red no es posible.

El acumulador de calor aislado de alta temperatura utilizará electricidad para elevar la temperatura interna del medio de almacenamiento, que luego puede convertirse en calor de proceso. Este calor de proceso se puede enviar rápidamente (menos de un segundo), lo que permite que la energía se use de la manera más flexible y eficiente posible. Este innovador diseño de cambio de combustible permite una mayor integración con fuentes renovables de electricidad y alivia las limitaciones de la red local al tener una carga flexible y despachable. El resultado es una destilería con cero o bajo contenido de carbono con menores demandas de energía y mayor eficiencia de recursos que se puede replicar en toda la industria de la destilación y aplicar en otros entornos comerciales industriales con un alto uso de energía térmica.

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Locogen Ltd.

Este proyecto evaluará la viabilidad de cambiar una destilería operativa de fuel oil a quemadores de hidrógeno que proporcionan calor de proceso directo para la destilación. La combustión directa del hidrógeno en los quemadores implicaría la modernización de los sistemas de calderas y distribución de combustible dentro de la destilería, mientras que también se investigará la opción de crear hidrógeno fuera del sitio y transportarlo en el sitio.

Este innovador proyecto de cambio de combustible permite la integración con fuentes de energía renovables en el sitio o fuera del sitio que pueden crear hidrógeno a través de la electrólisis. La viabilidad técnico-económica de dichos sistemas energéticos se evaluará y debatirá en el contexto de las estrategias energéticas nacionales y regionales y la transición hacia una economía del hidrógeno. El proyecto realizará una destilería de carbono cero o bajo, convertida de la dependencia de los combustibles fósiles, que se puede replicar en toda la industria de la destilación y aplicar en otros entornos comerciales industriales con un alto uso de energía térmica. El proyecto destacará las oportunidades para la aceleración de la economía del hidrógeno.

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Dirigido por Sunamp con el apoyo de la Universidad Heriot Watt.

Sunamp demostrará a través del estudio de factibilidad de Green Distilleries cómo el almacenamiento térmico PCM ofrece a las destilerías, tanto antiguas como nuevas, un camino seguro y resistente para el cambio de combustible a tecnología renovable con cero y bajas emisiones de carbono como su principal método de generación de calor. Mediante el uso de modelos de energía y procesos de Heriot Watt, con datos de su destilería en el campus y aportes de la industria, mostraremos cómo se puede usar un acumulador térmico PCM a gran escala (MWh) para convertir, capturar y almacenar la generación de energía renovable para utilizarse en el punto de demanda, desvinculando de hecho la generación de la demanda.

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Gestión de recursos ambientales limitada.

El hidrógeno tiene el potencial de descarbonizar el calor en las destilerías del Reino Unido. Sin embargo, transportar hidrógeno a destilerías, a menudo en lugares remotos, puede ser un desafío. Una posible solución es transportar y almacenar el hidrógeno utilizando un vehículo de hidrógeno orgánico líquido (LOHC). LOHC puede transportar un nivel similar de hidrógeno por unidad de volumen que el hidrógeno líquido y puede hacerlo de manera segura y limpia a temperatura y presión atmosférica. Puede transportarse utilizando camiones cisterna convencionales y almacenarse en tanques de almacenamiento de combustible existentes.

El objetivo del proyecto será determinar la viabilidad del uso de LOHC para descarbonizar la industria de la destilería y esbozar un plan para demostrar su desempeño técnico, credenciales ambientales, de salud y seguridad y costo del ciclo de vida.

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Soluciones supercríticas Ltd.

El sistema de electrólisis de Supercritical producirá hidrógeno en el sitio con una eficiencia incomparable y un costo mínimo con energía renovable respaldada por el calor residual de nuestra destilería asociada. El hidrógeno verde se devolverá al sistema de calefacción o energía de la destilería para minimizar su dependencia de los combustibles fósiles, lo que demuestra una ruta hacia una destilería con cero emisiones de carbono que depende únicamente de sus recursos naturales locales. La demostración será la primera de su tipo, allanando el camino para que se beneficien las destilerías y otras industrias en todo el Reino Unido.

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Dirigido por Cornish Geothermal Distillery Company (CGDC) junto con socios industriales Geothermal Engineering Limited (GEL), Buro Happold y Forsyths.

Este innovador proyecto tiene como objetivo demostrar una solución rentable de bomba de calor de alta temperatura, capaz de impulsar procesos de destilería intensivos en calor (desde la fermentación hasta la destilación y la maduración) utilizando fuentes de calor industriales residuales de baja calidad. El enfoque inicial del estudio analizará el calor residual tomado de la primera planta de energía geotérmica del Reino Unido en el Proyecto Geotérmico Profundo de United Downs, donde el calor de 80 grados está disponible como subproducto del proceso de producción de electricidad. Esta corriente de calor se elevará a través de un sistema de bomba de calor para producir vapor para la destilería, proporcionando un suministro de energía estable, constante y sostenible con cero emisiones de carbono y ahorros de energía significativos.

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Dirigido por el Centro Europeo de Energía Marina junto con el socio de investigación Napier University y los socios industriales Edrington y Orkney Distilling Limited.

HySpirits 2 ofrecerá la primera destilería alimentada con hidrógeno del mundo; demostrando que el cambio de combustible a soluciones verdes y limpias se puede lograr en cualquier lugar. La primera etapa del proyecto evaluará cuatro vías tecnológicas diferentes para facilitar el cambio de combustible de hidrógeno verde en el sector de la destilación, lo que permitirá la descarbonización total de este proceso industrial. Para lograr esto, EMEC utilizará su experiencia líder en el mundo en I+D aplicada a la producción de hidrógeno verde utilizando energía eólica y mareomotriz en Orkney. El equipo de descarbonización industrial de la Universidad Napier de Edimburgo aportará 20 años de experiencia en el sector de la destilación. Finalmente, el grupo global de destilación Edrington (propietarios de Highland Park Distillery en Orkney) y Orkney Distilling (una empresa de destilación boutique propiedad de Orkney) proporcionarán aportes de los usuarios finales, respaldarán una estrategia de lanzamiento al mercado y ayudarán a realizar una demostración piloto.

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Colorado Construcción e Ingeniería Ltd.

Se desarrollarán quemadores de hidrógeno/GN de ​​combustible dual que puedan ser coencendidos con biocombustibles. Esto permite comenzar de inmediato con la descarbonización de las destilerías que utilizan biocombustibles líquidos verdes alimentados con GN, con una transición directa al hidrógeno verde/azul a medida que esté disponible. La operación tricombustible con hidrógeno, GN y biocombustibles será posible en la transición al combustible 100% hidrógeno con 100% de descarbonización. Se utilizarán quemadores de combustible dual GN/hidrógeno con inyección de biocombustible por etapas axiales para utilizar biocombustibles residuales difíciles de quemar, como el jarabe Pot Ale y la glicerina. Tanto las destilerías calentadas con vapor como las de fuego directo serán parte del programa.

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Dirigido por Colorado Construction & Engineering Ltd, una empresa de diseño e instalación de destilerías, el fabricante de quemadores CBS Ltd y el socio de investigación University of Leeds.

La biomasa residual de destilería, DRAFF y PAS, así como otra biomasa residual se gasificará por lotes en un novedoso gasificador de temperatura media que evita la formación de alquitrán. El gas caliente del gasificador se transferirá a un quemador recientemente desarrollado para calentar destilerías tanto de vapor como de fuego directo. La optimización del rendimiento del gasificador utilizará el control de búsqueda de picos de temperatura de gas y CO. El quemador del gasificador inicialmente funcionará con GN, pero se desarrollará un quemador combinado de biocombustible/GN/hidrógeno para aumentar la eficiencia de descarbonización hacia el 100 % que será posible una vez que esté disponible el hidrógeno verde/azul.

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Bennamann Ltd.

El proyecto de metano fugitivo de Bennamann-Atlantic combinará los conocimientos y la experiencia de dos empresas pioneras de Cornualles para proporcionar una solución innovadora de cambio de combustible para toda la industria con un potencial sustancial de ahorro de carbono. La solución será fácilmente reproducible y escalable, promoverá las redes locales de energía y apoyará la interacción entre industrias mutuamente beneficiosa.

El estudio de factibilidad investigará los beneficios de cambiar el combustible a metano fugitivo de carbono negativo capturado de digestores anaeróbicos de lagunas de lodo cubiertas, al mejorar el rendimiento de metano de este último utilizando lixiviados de desechos orgánicos de cervecería y destilería. Este enfoque novedoso creará un ciclo de energía cerrado entre el proveedor de energía y el usuario, y maximizará el ahorro de carbono al cambiar de combustible.

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Cerveceros de St Andrews Limited.

La producción de whisky de malta es un proceso que consume mucha energía y la destilación representa la mayor parte de la demanda de calor dentro de la destilería. En la destilería Eden Mill, la destilación representa aproximadamente el 70 % de la demanda de calor.

La destilería Eden Mill está en proceso de trasladar su destilería al campus de Eden dentro de la Universidad de St. Andrews. En el edificio con el que comparten una pared interna común, hay un centro de energía de biomasa que proporciona calefacción urbana al campus principal de la Universidad de St Andrews y al campus de Eden. Esto presenta una gran fuente de agua caliente que puede ser utilizada por la destilería.

El agua caliente producida se puede utilizar directamente para macerar y limpiar dentro de la destilería. La destilación requiere una temperatura más alta, y esto debe obtenerse utilizando una bomba de calor para crear agua caliente que se piensa que es capaz de impulsar la mayor parte del proceso de destilación junto con vapor a través de un intercambiador de calor externo de dos etapas.

El hidrógeno verde creado con electricidad renovable producida in situ se utilizará para crear el vapor necesario para la segunda etapa de los intercambiadores de calor.

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Protium Green Solutions Limited.

El proyecto HyLaddie reúne a Bruichladdich Distillery, Protium Green Solutions e ITPEnergised para evaluar una tecnología de calefacción pionera para ayudar a Bruichladdich's Distillery a cumplir su objetivo de cero emisiones netas para 2025. El proyecto evaluará la viabilidad de implementar un sistema de caldera de vapor de hidrógeno comercializado por la empresa afiliada de Protium, Deuterio. El sistema es una Cámara de Combustión Dinámica (DCCTM), que el consorcio buscará implementar en la destilería Bruichladdich con el objetivo de proporcionar una alternativa a las calderas de fuel oil medianas existentes actualmente en uso.

La DCCTM es una innovadora caldera de oxicombustión de condensación que quema hidrógeno para generar vapor de grado industrial; Al depender del hidrógeno verde como materia prima, el quemador no emite gases de efecto invernadero ni contaminantes y funciona sin chimenea. La finalización de la competencia de fase 1 de destilerías verdes dirigida por la Iniciativa de Investigación de Pequeñas Empresas (SBRI) ofrecerá un camino viable hacia el objetivo de cero neto de Bruichladdich para 2025.

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Un consorcio de Highland Park Distillery, SSE Utility Solutions, Lumenion GmbH, Adrian Wilson (Consultor independiente) dirigido por Protium Energy Ltd.

Se formó un consorcio de Highland Park Distillery, SSE Utility Solutions, Lumenion GmbH, Adrian Wilson (Consultor independiente) y Protium Energy Ltd para eliminar los combustibles de queroseno que se queman actualmente en la destilería con sede en Orkney para generar vapor para el proceso de destilación. El objetivo es reemplazar este proceso emisor de CO2 con una transformación directa y altamente eficiente de energía renovable en calor de proceso libre de CO2 a alta temperatura.

El estudio investigará la opción de un almacenamiento de calor de alta temperatura que tome electricidad (cuando esté disponible) y la almacene como calor, y luego convierta ese calor en vapor (bajo demanda). Orkney tiene una bendición única en el Reino Unido con el 120 % de la demanda eléctrica actual satisfecha por fuentes de energía renovable; sin embargo, también tiene limitaciones en la red eléctrica, lo que requiere niveles significativos de reducción de la generación. Las islas cuentan con un sistema de Gestión Activa de la Red, que está tratando de conectar más generación renovable mediante la introducción de cargas controladas como los vehículos eléctricos. Es muy probable que la adición de una carga despachable de varios megavatios mejore el sistema y facilite aún más energía renovable en el archipiélago, al mismo tiempo que aprovecha la producción de electricidad a bajo precio pero restringida.

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