ES2853575T3 - Procedimiento para realizar procesos endotérmicos - Google Patents

Abstract

Procedimiento para realizar un proceso endotérmico, caracterizado porque la energía total requerida para el proceso endotérmico proviene de al menos dos fuentes de energía diferentes en promedio durante el año, siendo una de las fuentes de energía una fuente de energía eléctrica cuya producción varía entre el 0 y el 100 % de la producción total requerida, y en donde el excedente de electricidad, que se define como dicha electricidad, se ofrece en el mercado eléctrico muy por debajo de sus costos de producción o a precios más bajos en relación con su contenido energético que para un combustible fósil con el mismo poder calorífico, o gratis o incluso a precios negativos, se usa sin almacenamiento intermedio o suavizado/compensación previa en una central eléctrica en el proceso endotérmico, y tres modos de energía diferentes pueden proporcionar individualmente toda la potencia requerida para el proceso endotérmico: (i) exclusivamente energía eléctrica, (ii) una mezcla de energía eléctrica y al menos otra fuente de energía no eléctrica o (iii) energía exclusivamente no eléctrica, con un cambio en las fuentes de energía/modos de energía mientras se realiza el proceso endotérmico y el tiempo de transición en el que el cambio de un modo de energía a otro modo de energía toma un máximo de 30 minutos, en donde la fuente de energía no eléctrica se alimenta de procesos oxidativos y la energía térmica extraída con potencia variable en el tiempo de la fuente de energía eléctrica se proporciona para el proceso endotérmico mediante procesos inductivos o resistivos, procesos de plasma, calentamiento por elementos de calentamiento/superficies de contacto eléctricamente conductoras o por microondas, en donde las dos o más fuentes de energía están conectadas en serie o en paralelo.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para realizar procesos endotérmicos

La invención se refiere a un procedimiento para realizar procesos endotérmicos, en los que la energía eléctrica se utiliza en forma eficaz con una potencia que varía con el tiempo.

La participación de las energías renovables en la generación de electricidad, que ya era del 20 % en Alemania en el año 2011, aumentará significativamente en los próximos años, ya que las tecnologías para la generación de electricidad debido al aumento de los costos de los combustibles fósiles, por un lado, y las medidas reguladoras del mercado, por otro lado, en base a las energías renovables son y seguirán siendo económicamente atractivas. La reducción de los costos de inversión específicos asociados con un mayor desarrollo técnico también contribuirá a ello. Un problema con esto es que el sol, el viento y el agua no están constantemente disponibles en términos de tiempo y su disponibilidad es difícil de predecir.

El problema de almacenar y así utilizar energía renovable ha sido un tema desde la década de los '80. Para poder ofrecer a los consumidores de energía, por ejemplo, la industria química, electricidad con potencia constante a pesar del uso de energías renovables, los proveedores de energía consideraron lo siguiente:

El documento US 4.776.171 describe un sistema de gestión y generación de energía compuesto por varias fuentes de energía renovable y varias fuentes de almacenamiento de energía, así como varias estaciones de control y distribución para satisfacer las necesidades de la industria. No se utiliza ninguna fuente de energía convencional en el documento US 4.776.171 y, en consecuencia, no se describe ninguna combinación de una fuente de energía eléctrica con una no eléctrica.

El documento US 2011/0081586 también describe una combinación de una fuente de energía renovable con una celda electroquímica o electrolítica, en la que la celda electroquímica o electrolítica puede compensar las fluctuaciones en la fuente de energía renovable y, por lo tanto, la hace utilizable continuamente. En consecuencia, no se describe una combinación de una fuente de energía eléctrica y una no eléctrica.

El documento US 2008/0303348 describe una planta de energía que se basa exclusivamente en energías renovables y, sin embargo, permite un control dependiente de la demanda. El documento US 2008/0303348 describe la combinación de energía eólica, energía solar y la energía obtenida de la combustión de biomasa. Se describe que la planta de energía puede cambiar entre las tres fuentes de energía de manera suave y espontánea para cubrir la demanda correspondiente de modo rentable en cualquier momento. Sin embargo, es cuestionable si solo las energías renovables podrían cubrir la necesidad de un proceso químico de alta temperatura durante todo el año.

Además, hubo consideraciones para utilizar la energía solar directamente en procesos químicos sin suavizar las fluctuaciones de la energía solar de antemano en una central eléctrica. El documento US 4.668.494 describe un procedimiento que utiliza energía solar para la producción de amoniaco mediante reformado con vapor de hidrocarburos o gasificación de combustibles que contienen carbono y convirtiendo los productos con un gas de síntesis de amoníaco, así como convirtiendo el gas de síntesis de amoníaco en amoníaco. El calor necesario para el reformado con vapor de hidrocarburos o la gasificación de combustibles carbonosos es proporcionado por un fluido de transferencia de calor, por un lado, este es proporcionado por energía solar, si hay energía solar disponible, y, por otro lado, dependiendo de la potencia de la energía solar, al quemar parte del amoníaco se calienta para proporcionar la cantidad total de calor requerida. Se describe que, a la hora del almuerzo, cuando la entrada de energía solar es mayor, el quemador de amoníaco se opera con la menor tasa de encendido posible. También se describe que, aunque la energía del sol podría cubrir teóricamente todo el requerimiento de energía para la síntesis de amoníaco, apagar y reiniciar el quemador de amoníaco sería completamente impráctico.

La ventaja del procedimiento descrito en el documento US 4.668.494 en comparación con el estado de la técnica es el ahorro de una central eléctrica que compensa las fluctuaciones de la energía solar. Además, es ventajoso el desacoplamiento de la cámara de reacción de las fuentes de calor. Además, son ventajosos el acoplamiento flexible de diversas fuentes de calor y la sencilla capacidad de control del procedimiento global. Además de la imposibilidad mencionada de apagar y encender el quemador de amoníaco en un tiempo aceptable, la desventaja es el uso de un fluido de transferencia de calor, el manejo complejo asociado y la pérdida de la resistencia de transporte de calor, que es particularmente importante en un alto intervalo de temperaturas. Otra desventaja del proceso descrito en el documento US 4.668.494 es que, en momentos en los que no hay radiación solar, el producto diana, amoníaco, debe quemarse para mantener el proceso general en funcionamiento. Por ejemplo, en un proceso de acuerdo con el documento US 4.668.494 en Mannheim, la octava ciudad más soleada de Alemania, el reformador se calentaría a aproximadamente un 18 % de energía solar; esto corresponde a una combustión de amoníaco requerida de aproximadamente el 35 % del amoníaco producido.

En un futuro próximo, la incorporación en la red eléctrica de las energías renovables procedentes del sol, el viento y el agua, cada vez más numerosas, dará lugar a picos de electricidad que sólo podrán ser adquiridos en forma incompleta por los consumidores de electricidad y que, por lo tanto, se ofrecerán en el mercado de la electricidad como los llamados excedentes de electricidad muy por debajo de sus costos de producción o a precios que, en relación con su contenido energético, son inferiores a los de un combustible fósil con el mismo valor calorífico, o en forma gratuita (es decir, sin contraprestación) o incluso a precios negativos.

Para evitar fluctuaciones de voltaje y frecuencia o incluso una falla de la red eléctrica, es necesario que la cantidad de electricidad alimentada a la red siempre corresponda al consumo de corriente, ya que, de lo contrario, los consumidores eléctricos conectados a la red se pueden dañar. En la actualidad, las fluctuaciones de energía a corto plazo se compensan con la ayuda de las denominadas centrales eléctricas de carga máxima como parte de un servicio de sistema para el operador de red.

Las centrales eléctricas de carga máxima adecuadas son, por ejemplo, centrales eléctricas de almacenamiento de aire comprimido o bombeado. Estos se pueden regular rápidamente y pueden cambiar entre generación de energía y consumo de energía en minutos para convertir el exceso de energía eléctrica en otra forma de energía. En el caso de una central de almacenamiento por bombeo, el agua se bombea desde un nivel inferior a un nivel superior; en el caso de almacenamiento de aire comprimido, la presión de un almacenamiento de aire se incrementa con la ayuda de compresores. Esta energía, menos las pérdidas de conversión, está disponible nuevamente para la producción de electricidad en momentos en que la demanda de electricidad excede la producción de electricidad actual de carga base y media. Los tanques de almacenamiento de aire comprimido tienen la ventaja de que pueden consumir electricidad durante un período de tiempo más largo y devolver muchas veces su energía a la red en muy poco tiempo. Por ejemplo, la energía se puede consumir durante las horas nocturnas del fin de semana y esta energía se puede liberar en 1-2 horas con un múltiplo de la energía de entrada en el pico de la tarde del día de la semana. Sin embargo, las centrales eléctricas de este tipo solo están disponibles en cantidades limitadas y con una capacidad limitada, ya que las condiciones geográficas o geológicas necesarias y los permisos oficiales solo se otorgan en algunas ubicaciones. Además, las centrales eléctricas de almacenamiento de aire comprimido tienen una eficiencia relativamente baja de aproximadamente el 40 al 50 %.

En Alemania, la Ley de Energías Renovables garantiza a los productores de energías renovables la alimentación prioritaria a la red eléctrica. Entonces, por ejemplo, los fuertes vientos durante un corto período de tiempo provocan un exceso de suministro de electricidad si todas las opciones de almacenamiento de electricidad disponibles rápidamente ya se utilizan por completo y la reducción de carga de las centrales eléctricas de carga media es demasiado lenta. En este caso, el exceso de electricidad se ofrece a precios muy bajos, y en algunos casos incluso negativos, en el mercado eléctrico. Esto significa que el vendedor puede pagar al comprador para que compre la electricidad. El precio mínimo anual en el mercado intradiario de la bolsa europea de energía EEX fue de alrededor de 200 €/MWh en 2012. Por el contrario, por ejemplo, si falla una gran central eléctrica, pueden surgir precios muy altos. En 2012, el precio máximo en el mercado de contado de EEX rondaba los 550 €/MWh.

Si, a pesar de todas las medidas de optimización y ampliación de la red, se producen situaciones en las que no se puede evitar la baja de los productores de electricidad renovable por exceso de capacidad o por falta de capacidad de transporte, esto debe ser remunerado por el operador de la red en cuya red se encuentra el motivo de la baja. En 2010, 127 GWh se vieron afectados por las denominadas medidas de gestión de alimentación, que tuvieron que ser remuneradas en unos 10 millones de euros (informe de seguimiento de 2011 de la Agencia Federal de Redes).

En el control de frecuencia en redes eléctricas, se utilizan diferentes bucles de control rápido: el control primario con un tiempo de respuesta menor a 30 s, el control secundario con un tiempo de respuesta menor a 7,5 min y, finalmente, el control terciario, que permite un tiempo de respuesta mayor. El control primario y secundario se activan automáticamente y tienen un efecto directo sobre el estado operativo de las centrales eléctricas en funcionamiento. La regulación terciaria (o reserva de minutos) suele activarse mediante medidas organizativas. La reserva de minutos puede ser positiva (con mayor requerimiento de energía) o negativa (con menor requerimiento de energía). La reserva de minutos positiva generalmente se activa conectando plantas de energía de reserva. La reserva de minutos negativa requiere un consumidor de energía. Según el estado actual de la técnica, además de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo, se utilizan cambios de capacidad en grandes centrales eléctricas y centrales eléctricas y térmicas combinadas, así como en consumidores finales tales como, por ejemplo, hornos de arco eléctrico o cámaras frigoríficas. Sin embargo, su capacidad se distribuye de manera desigual a nivel regional (ver informe IDOS). También es previsible que aumente la necesidad de reservas mínimas negativas como resultado de la expansión de las fuentes de energía renovable. En 2010, la reserva de minutos negativos solicitada por los cuatro operadores de red alemanes ascendió a unos 850 GWh (véase el informe IDOS, Figura 1). Esto corresponde aproximadamente al consumo medio anual de electricidad de una ciudad con 200.000 habitantes.

El problema descrito con anterioridad podría eliminarse mediante la disponibilidad suficiente de depósitos de energía que se pueden cargar y descargar rápidamente. Sin embargo, ninguna de las tecnologías de almacenamiento que se están investigando actualmente, como baterías, volantes, condensadores, almacenamiento a alta temperatura, ha podido establecerse en el mercado porque, por un lado, los costos específicos de inversión son demasiado elevados y, por otro lado, no se han resuelto problemas técnicos como la autodescarga o la capacidad insuficiente.

Otra tecnología muy discutida actualmente para el uso y/o almacenamiento del exceso de electricidad se basa en la electrólisis del agua para producir hidrógeno, que luego puede almacenarse y convertirse otra vez en electricidad con un retraso de tiempo o procesarse químicamente. Por ejemplo, en la actualidad, se está llevando a cabo una intensa investigación para convertir el hidrógeno obtenido por electrólisis con dióxido de carbono en gas natural sintético. Sin embargo, las fluctuaciones en la disponibilidad de la corriente en exceso ya descritas requieren un modo de funcionamiento transitorio de la electrólisis y, por lo tanto, un flujo de producto correspondientemente muy fluctuante.

La corriente eléctrica se utiliza actualmente como la fuente de energía de elección, principalmente para reacciones de sólidos/gases no catalizados y sólidos cuando es necesario introducir grandes flujos de calor a un nivel de temperatura muy alto. Las aplicaciones típicas son los hornos metalúrgicos [Ullmann: Metalurgical Furnaces]. Los únicos procesos de fase gaseosa relevantes son el proceso de plasma para la producción de acetileno a partir de metano [Baumann, Angewandte Chemie, Edición B, Volumen 20 (1948), páginas 257-259, 1948] y el procedimiento para la producción de gases reductores en el industria metalúrgica. En la bibliografía, se pueden encontrar más referencias al uso de fuentes de energía eléctrica en procesos en fase gaseosa, a partir de la cual, sin embargo, todavía no ha sido posible desarrollar ninguna aplicación que pueda usarse económicamente en escala industrial.

Se describen procedimientos con calentamiento eléctrico para la producción de ácido cianhídrico (HCN) a partir de alcanos, en particular a partir de metano y amoníaco. En la patente US 2.958.584, se describe la producción de HCN a partir de propano y amoníaco en un lecho fluidizado de partículas de carbono calentado eléctricamente, mientras que el documento US 6.096.173 describe la producción de ácido cianhídrico como una reacción en fase gaseosa de metano y amoníaco usando una descarga de corona.

El DE 1266273 describe la descomposición de un hidrocarburo en hidrógeno y coque, siendo el coque de alta pureza y resistencia. El calentamiento de la zona de reacción se lleva a cabo de modo eléctricamente resistivo, utilizando el lecho de carbón, que se describe como un lecho móvil o lecho fluidizado, como resistencia. Además, se describe una integración de calor por flujo a contracorriente de sólidos y gas.

Además, se investigó el uso de un generador de plasma para la producción de gas de síntesis (37 L. Kerker, R. Müller: "Das Plasmareforming-Verfahren zur Erzeugung von Reduktionsgasen", Stahl Eisen 104, (1984) no. 22, 1137) y se describe el uso de procesos eléctricos o electromagnéticos para la descomposición de hidrocarburos (Haussinger, P., Lohmüller, R. y Watson, AM 2000. Hydrogen, 2. Production. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry). De esta manera, el calor puede generarse inductivamente (documento DE 2 420 579) o resistivamente mediante corriente eléctrica y transferirse a los hidrocarburos (documento DE 1266 273). Los procesos con plasma como el que se describe en la solicitud de patente WO 93/12030, en los que un gas se convierte en plasma en un arco ionizando sus átomos o moléculas, son particularmente eficaces. El calor generado por la recombinación de electrones e iones proporciona la energía necesaria para la descomposición de los hidrocarburos.

Algunos procesos endotérmicos importantes son los procesos de alta temperatura, es decir, procesos que se llevan a cabo a temperaturas entre 500 y 2500 °C. Representantes de estos procesos muy intensivos en energía son el reformado con vapor y en seco, las deshidrogenaciones, por ejemplo, de alcoholes primarios a aldehídos, de alcoholes secundarios a cetonas, de alcanos a alquenos y de cicloalcanos a cicloalquenos, la producción de ácido cianhídrico a partir de metano y amoníaco, la producción de monóxido de nitrógeno, el craqueo o pirólisis de hidrocarburos y la termólisis del agua. El reformado con vapor y en seco son procesos para la producción de gas de síntesis, una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno, a partir de fuentes de energía que contienen carbono, como gas natural, gasolina ligera, metanol, biogás o biomasa, así como agua o dióxido de carbono.

En escala industrial, estos procesos se ejecutan en forma continua y, por lo tanto, requieren un suministro constante de calor. La demanda de calor de proceso de estos procesos se estima en 500 a 600 TWh. En la actualidad, los citados procesos de alta temperatura se llevan a cabo exclusivamente utilizando fuentes de energía que se alimentan mediante procesos oxidativos (autotérmicos y/o alotérmicos). La desventaja de estos procesos oxidativos, es decir, por un lado, la dependencia de materias primas y la disponibilidad limitada de materias primas y, por otro lado, las emisiones de CO2 asociadas a los procesos oxidativos (las emisiones de CO2 en Alemania ascendieron a alrededor de 960 millones de toneladas de CO2 equivalente en 2010, con la industria química aportando aproximadamente el 5 %), son bien conocidas.

Aunque, en los procesos de alta temperatura, el gasto para alcanzar las altas temperaturas es un factor decisivo para su rentabilidad, no hay indicios en el estado de la técnica de utilizar el económico exceso de electricidad, en particular una combinación de una fuente de energía eléctrica y una no eléctrica. Además, no hay ninguna indicación de que, en el caso de un proceso a alta temperatura, sea posible cambiar entre una fuente de energía eléctrica y una no eléctrica durante el procedimiento.

Por lo tanto, el objeto de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento con el que sea posible utilizar la corriente eléctrica, que solo está disponible con potencia que varía con el tiempo, de manera eficaz, es decir, con un alto grado de eficiencia, como fuente de energía. Otro objeto de la presente invención es proporcionar procesos químicos como consumidores de energía con una reserva de minutos negativa para el control de frecuencia en redes eléctricas. Otro objeto de la presente invención es proporcionar procesos químicos de alta temperatura que presenten una baja huella de CO2 y, por lo tanto, se puedan ahorrar combustibles fósiles o certificados de CO2.

Estos objetos se consiguen según la invención mediante un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1.

La potencia total disponible para el proceso endotérmico puede diferir ventajosamente del valor teórico dado por el proceso endotérmico en menos del 10 %, preferiblemente menos del 5 % y de manera particularmente preferida menos del 3 %. La potencia disponible se desvía preferentemente del valor nominal en un 0 a un 5 %, en particular en un 0 a un 3 %.

Tanto el valor teórico como la desviación permitida se pueden modificar con el tiempo, si, por ejemplo, el proceso endotérmico solo se va a realizar en carga parcial o temporalmente también en sobrecarga, o se mantiene constante. La potencia nominal con la que se puede operar el dispositivo utilizado para llevar a cabo el proceso endotérmico se selecciona preferiblemente como valor teórico y se mantiene constante durante el funcionamiento normal del dispositivo.

Preferiblemente, la al menos una fuente de energía no eléctrica se alimenta mediante procesos oxidativos como, por ejemplo, la combustión de gas natural. Sin embargo, también es concebible utilizar energía geotérmica o solar para alimentar la fuente de energía. Además, los procesos de alta temperatura pueden servir como una fuente de energía no eléctrica, cuyo calor residual se alimenta al proceso endotérmico.

Por lo tanto, la invención permite realizar siempre el proceso de consumo de calor independientemente de la potencia eléctrica actualmente disponible, de modo ventajoso, como exceso de electricidad, en condiciones óptimas de funcionamiento. En particular, es posible utilizar un exceso de flujo sin almacenamiento intermedio, es decir, casi sin pérdidas, con una eficiencia ventajosamente superior al 90 %, preferiblemente superior al 95 %, en particular superior al 98 %, es decir, en un intervalo de ventajosamente el 95 al 100 %, preferiblemente del 98 al 100 % para usar en el proceso endotérmico y, así, aprovechar sus ventajas de costos sin restricciones significativas. Como resultado, la energía con una producción fluctuante de fuentes de energía renovable se puede usar directamente en procesos químicos, es decir, sin suavizado/compensación previa en una planta de energía.

El exceso de electricidad se define como la electricidad que se encuentra en el mercado eléctrico muy por debajo de sus costos de producción o a precios más bajos en términos de contenido energético que para un combustible fósil con el mismo poder calorífico, o gratis (es decir, sin contraprestación) o incluso se ofrece a precios negativos.

De acuerdo con la invención, el proceso de consumo de calor es ventajosamente un proceso endotérmico de alta temperatura, preferiblemente un proceso cuyo consumo de energía en la zona de reacción es superior a 0,5 MW/m3, con especial preferencia, superior a 1 MW/m3, en particular superior a 2 MW/m3. Por ejemplo, el consumo de energía puede estar entre 0,5 y 10 MW/m3 en la zona de reacción.

En la presente invención, se entiende por zona de reacción aquella zona del reactor en la que la endotermicidad, es decir, el requerimiento de calor de la reacción, supera ventajosamente 10 kW/m3, preferiblemente 100 kW/m3, en particular 500 kW/m3. Esto corresponde aproximadamente al área en el reactor que tiene una temperatura superior a 500 °C.

La temperatura máxima en la zona de reacción es ventajosamente superior a 500 °C, preferiblemente superior a 800 °C. Por ejemplo, la temperatura en la zona de reacción está en un intervalo de 500 a 2500 °C, preferiblemente de 700 a 1800 °C; por ejemplo, de 500 a 800 °C para reacciones de deshidrogenación, por ejemplo, de 700 a 1000 °C para reacciones de reformado, por ejemplo, de 800 a 1100 °C para reacciones de escisión con vapor, por ejemplo, de 800 a 1500 °C para reacciones de pirólisis, por ejemplo, de 800 a 1200 °C en reacciones de gasificación de carbono.

En la Tabla 1, se pueden encontrar ejemplos de los requisitos energéticos de los procesos endotérmicos de alta temperatura.

La pérdida de exergía en la realización del procedimiento según la invención es preferentemente inferior al 60 %, preferentemente inferior al 50 %, de modo especialmente preferente, inferior al 40 %, en particular inferior al 25 % de la energía eléctrica aportada. La exergía es la proporción de la energía interna de un sistema que se puede convertir en energía mecánica sin aumentar la entropía. La energía eléctrica es prácticamente una exergía.

El procedimiento de la invención se utiliza con especial preferencia en la producción de gas de síntesis, hidrógeno, estireno, propeno, buteno y/o benceno, acetileno, monóxido de carbono, cianuro de hidrógeno, monóxido de nitrógeno y en la calcinación de hidróxido de aluminio. Se prefieren los siguientes procedimientos: reformado con vapor y seco, termólisis del agua, deshidrogenación de etilbenceno a estireno, de propano a propeno, de butano a buteno y/o de ciclohexano a benceno, pirólisis y craqueo de hidrocarburos en lecho fijo. o procedimiento en lecho fluidizado, en particular la pirólisis de metano, etano, propano y/o butano, así como la producción pirolítica de acetileno, la producción de benceno a partir de metano, la reducción de dióxido de carbono a monóxido de carbono y la producción de ácido cianhídrico a partir de metano y amoníaco, así como la producción de monóxido de nitrógeno a partir de nitrógeno y oxígeno.

Ventajosamente, el proceso de alta temperatura según la invención se integra en un sitio compuesto de manera integrada en la energía; debido a la integración de la energía, la eficiencia del calor utilizado puede aumentar ventajosamente en un 2 % absoluto, preferiblemente en un 3 % absoluto, de modo muy particularmente preferible, en un 5 % absoluto, en particular en un 10 % absoluto, en comparación con un proceso de alta temperatura operado por separado.

Ventajosamente, el procedimiento según la invención se lleva a cabo en forma continua o casi continua.

Preferiblemente al menos el 50 %, de particular preferencia, al menos el 75 %, incluso más preferiblemente al menos el 90 % y en particular al menos el 95 % de la energía eléctrica utilizada por exceso de electricidad y/o electricidad nocturna (la electricidad nocturna se define como energía eléctrica que se suministra por la noche (por ejemplo, entre las 22 horas y las 6 horas y tiene una tarifa baja), preferiblemente el exceso de electricidad. Preferiblemente, en promedio anual, del 50 al 100 %, de particular preferencia, del 75 al 100 %, incluso más preferiblemente del 90 al 100 % y en particular del 95 al 100 % de la energía eléctrica utilizada es proporcionada por el exceso de electricidad. Sin embargo, de manera especialmente preferida, toda la energía introducida en el proceso a través de la electricidad es proporcionada por un exceso de electricidad y/o electricidad nocturna, preferiblemente un exceso de electricidad.

Preferiblemente, en promedio anual, al menos el 10 % de la energía total requerida para el proceso de consumo de calor se obtiene de la fuente de energía eléctrica con potencia fluctuante, de particular preferencia, al menos 15 %, muy particularmente preferiblemente al menos 20 % y en particular en al menos un 25 %.

Ventajosamente, durante la ejecución del proceso de consumo de calor se produce un cambio de fuentes de energía/ modos de energía. Un cambio en las fuentes de energía/modos de energía debe entenderse como el encendido o apagado de una de las fuentes de energía, es decir, un cambio en la combinación de fuentes de energía entre los modos (i), (ii) y (iii).

El cambio de las fuentes de energía afecta a la implementación del proceso de consumo de calor de modo ventajoso solo ligeramente.

El flujo de calor suministrado al proceso disminuye o fluctúa ventajosamente durante el período de transición en un máximo del 10 %, preferiblemente un máximo del 5 % y en particular un máximo del 1 %.

Según la invención, el tiempo de transición es el tiempo en el que se realiza completamente el cambio de las fuentes de energía/modos de energía (de un modo de energía a otro). El tiempo de transición se puede medir, por ejemplo, usando la suma de la potencia de todas las fuentes de energía o usando la temperatura en la zona de reacción; fuera del período de transición (y posiblemente fuera del inicio o parada del proceso), la temperatura en la zona de reacción es preferiblemente constante, por ejemplo, si el proceso endotérmico se opera en forma continua, o tiene un perfil de temperatura periódico, por ejemplo, si el proceso endotérmico se opera periódicamente.

Ventajosamente, la temperatura en la zona de reacción cambia en un máximo de 20 K, preferiblemente un máximo de 10 K, de preferencia particular, un máximo de 5 K, en particular un máximo de 1 K. Los procesos químicos típicos de alta temperatura presentan una dinámica con la temperatura cambios de 1 K/s.

Ventajosamente, la conversión del proceso endotérmico cambia durante el período de transición en un máximo del 2 %, preferiblemente un máximo del 1 %, de manera particularmente preferida, un máximo del 0,5 %, en particular un máximo del 0,2 %.

El tiempo de transición es ventajosamente más corto que el tiempo de respuesta requerido de la reserva de minutos en las redes eléctricas, preferiblemente más corto que el tiempo de respuesta requerido del control secundario (< 7,5 minutos) y de preferencia particular, más corto que el tiempo de respuesta requerido del control primario (< 30 segundos).

Ventajosamente, el tiempo de transición es inferior a 15 minutos, preferentemente inferior a 7,5 minutos, de manera especialmente preferida, inferior a cinco minutos, en forma más especialmente preferente, inferior a 60 segundos, en particular inferior a 30 segundos. El tiempo de transición se encuentra ventajosamente en el intervalo de 0 segundos a 15 minutos, preferiblemente de 0,2 segundos a 7,5 minutos, de manera particularmente preferida, de 0,5 segundos a 5 minutos, más de preferencia particular, de 1 segundo a 60 segundos, en particular de 1 segundo a 30 segundos.

Por ejemplo, la potencia de los quemadores comúnmente utilizados de la técnica anterior se puede cambiar en unos pocos segundos en un amplio intervalo desde posiblemente "apagado" a una temperatura de, por ejemplo, 2000 °C (ver, por ejemplo, el espectro de productos de Selas-Linde).

Al cambiar los modos de energía, la selectividad del subproducto de los procesos de alta temperatura cambia de modo ventajoso solo ligeramente; la selectividad del subproducto aumenta preferiblemente en un máximo del 1 %, preferiblemente en un máximo del 0,5 %, en particular en un máximo del 0,2 % (absoluto).

El perfil de temperatura en el reactor, en particular en la zona de reacción, es ventajosamente constante, independientemente de los tres modos de energía mencionados. La densidad del flujo de calor cambia preferiblemente cuando los modos de energía cambian en menos del 10 %, preferiblemente menos del 5 %, en particular menos del 2 %.

La composición del educto es ventajosamente constante, independientemente de los tres modos de energía mencionados. El flujo volumétrico de los materiales de partida cambia preferiblemente en menos del 20 %, preferiblemente menos del 10 %, de preferencia particular, menos del 5 %, en particular menos del 2 %, cuando se cambian los modos de energía.

Con el fin de proporcionar energía térmica para el proceso endotérmico a través de la energía eléctrica, se pueden seguir diferentes caminos. Los ejemplos incluyen procesos inductivos o resistivos, procesos de plasma, calentamiento por elementos calefactores eléctricamente conductores/superficies de contacto o por microondas.

El suministro de energía térmica a las corrientes de proceso puede tener lugar, por ejemplo, fuera del reactor, en secciones en las que se llevan a cabo etapas de proceso endotérmico, por ejemplo, precalentamiento de la alimentación, y/o dentro del reactor, tanto fuera como dentro de la zona de reacción.

Por ejemplo, con la ayuda de la corriente, se puede generar calor en uno o más elementos calefactores eléctricamente conductores, con los que una corriente de proceso, es decir, un medio de transferencia de calor (en el que el medio de transferencia de calor también puede ser parte del flujo de producto) o educto, se pone en contacto directo y se calienta. Si un medio de transferencia de calor o una corriente de educto se calienta en contacto directo con un elemento calefactor calentado por corriente, este puede transferir calor en contacto directo y/o mediante un intercambiador de calor a otra corriente de proceso.

Ventajosamente, el medio de transferencia de calor puede separarse completamente de los productos y eductos. Ventajosamente, el medio de transferencia de calor no es una sustancia adicional en comparación con las corrientes de proceso del respectivo proceso endotérmico conocido del estado de la técnica. Se prefieren las corrientes de proceso que contienen hidrocarburos, en particular metano, etano, propano, butano, ciclohexano y/o etilbenceno, agua, hidrógeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono, amoníaco y/u oxígeno y/o gases inertes tales como, por ejemplo, nitrógeno. Se prefieren particularmente las corrientes de proceso que contienen metano, etileno y/o hidrógeno. En particular, se prefiere hidrógeno como corriente de proceso.

Para generar calor, la corriente eléctrica puede pasar ventajosamente a través de un elemento calefactor diseñado como conductor calefactor, generando calor en forma resistiva. Si la corriente eléctrica es corriente alterna, puede usarse ventajosamente para generar un campo magnético alterno, para lo cual la corriente pasa a través de una bobina de inducción. Un elemento calefactor eléctricamente conductor, que está aislado eléctricamente de la bobina de inducción, está dispuesto ventajosamente de tal manera que las corrientes parásitas son inducidas en él por el campo magnético alterno, que provocan el calentamiento del elemento calefactor debido a las pérdidas óhmicas.

Una realización alternativa de la invención prevé que la corriente eléctrica se utilice para convertir al menos algunas de las corrientes gaseosas del proceso en plasma mediante ionización parcial. La energía liberada durante la recombinación de electrones e iones se transfiere en gran medida a los átomos o moléculas de gas, de modo que se genera una corriente de proceso calentada, que ya es en sí misma una corriente reactiva calentada y/o actúa como medio de transferencia de calor, cuyo calor se transfiere posteriormente en contacto directo y/o a través de un intercambiador de calor a una corriente reactiva del proceso endotérmico, por ejemplo, a los hidrocarburos que se van a descomponer. Al menos una parte de las corrientes de proceso gaseosas se hace pasar convenientemente a través de un generador de plasma en el que se introduce una corriente de gas frío y del que se extrae una corriente de gas caliente. El tamaño de la cantidad parcial que pasa a través del generador de plasma está determinado por la cantidad de calor que se transferirá.

Cuando el proceso según la invención se lleva a cabo en el modo de energía (ii), la energía térmica extraída con potencia variable en el tiempo de la fuente de energía eléctrica se utiliza, por ejemplo, para generar un flujo de proceso calentado, opcionalmente un medio de transferencia de calor, con un flujo de cantidad constante, cuya temperatura varía con el tiempo en función de la línea eléctrica actualmente disponible para el calentamiento. Alternativamente, el caudal de la corriente de proceso, posiblemente del medio de transferencia de calor, también puede controlarse de tal manera que la temperatura de la corriente de proceso, posiblemente del medio de transferencia de calor, sea independiente -al menos en un amplio intervalo- de la potencia eléctrica disponible para su calentamiento.

Al llevar a cabo el procedimiento según la invención, la energía térmica de la fuente de energía eléctrica se suministra preferiblemente a una corriente de proceso en una primera etapa de calentamiento. Si la potencia actual de la fuente de energía eléctrica no es suficiente, la temperatura de la corriente de proceso se eleva al valor deseado más abajo en al menos una segunda etapa de calentamiento suministrando energía térmica desde al menos una fuente de energía no eléctrica. El calentamiento de la corriente de proceso también puede tener lugar en el orden inverso, es decir, la corriente de proceso se precalienta primero mediante energía térmica de al menos una fuente de energía no eléctrica y luego se lleva a la temperatura deseada mediante calor generado eléctricamente.

Como alternativa a la conexión en serie de dos o más fuentes de energía, estas fuentes de energía también pueden conectarse en paralelo, suministrándose energía térmica a dos o más corrientes de proceso en paralelo.

Si se utiliza un generador de plasma como fuente de energía eléctrica en combinación con procesos oxidativos, debe evitarse la contaminación de la antorcha de plasma con gases de humo. Por lo tanto, las corrientes de proceso ventajosamente se (pre)calientan primero por el generador de plasma y luego se llevan a la temperatura deseada mediante procesos oxidativos. Alternativamente, el generador de plasma y el proceso oxidativo se ejecutan en paralelo.

Si en la realización del proceso según la invención se utiliza una fuente de energía no eléctrica en la que se genera energía térmica en forma oxidativa, esta se realiza preferentemente mediante la combustión total o parcial de un combustible como el hidrógeno, el gas natural, el carbón u otra fuente de energía que contenga hidrocarburos. A continuación, el calor del gas de combustión caliente resultante se transfiere en contacto directo y/o mediante intercambiadores de calor a materiales de partida, tales como, por ejemplo, a los hidrocarburos por descomponer y/o a un medio de transferencia de calor.

Alternativamente, un componente oxidable como hidrógeno o gas que contiene hidrocarburos, preferiblemente metano, por ejemplo, usando gas natural, en donde el contenido de metano en el gas natural es típicamente entre 75 y 99 % en moles, dependiendo del depósito de gas natural, se usa como corriente de proceso, de modo que el contenido de calor puede aumentarse preferiblemente después del calentamiento eléctrico por oxidación de componentes oxidables. Para ello, la corriente de proceso se introduce convenientemente en un quemador y allí se mezcla con un agente oxidante, que es aire o aire enriquecido con oxígeno u oxígeno puro. El agente oxidante se dosifica de manera controlada en cantidad, utilizándose como variable de control la temperatura del flujo de proceso ajustada corriente abajo del quemador. La temperatura de la corriente de proceso puede ajustarse así a un valor predeterminado y, en particular, mantenerse constante, en gran medida independientemente de la energía eléctrica actualmente disponible para calentarla.

Si se genera calor en los elementos calefactores con ayuda de electricidad con una potencia que fluctúa con el tiempo, puede resultar ventajoso colocar estos elementos calefactores en una corriente de proceso gaseosa caliente que se genera en un quemador como gas de combustión. Si el proceso de consumo de calor implica la pirólisis de hidrocarburos, los hidrocarburos se calientan ventajosamente por encima de sus temperaturas de descomposición hasta que se alcanza el equilibrio termodinámico (es decir, el tiempo de residencia en la zona de reacción es lo suficientemente largo para asegurar que se alcanza el equilibrio termodinámico), de modo que se descomponen en hidrógeno y carbono. Sin embargo, también es posible seleccionar el tiempo más allá de la temperatura de descomposición tan corto que no se produzca el equilibrio termodinámico. De esta manera, se obtiene una corriente de gas de producto que, además de hidrógeno y carbono, también contiene compuestos de hidrocarburos insaturados y aromáticos, así como hidrocarburos saturados sin reaccionar como metano y/o etano.

En una realización alternativa de la invención, las corrientes de proceso se calientan ventajosamente dentro de la zona de reacción. Por ejemplo, se pueden disponer barras de resistencia y tubos de radiación cocidos en la zona de reacción. Los tubos radiantes se combinan preferiblemente con quemadores recuperativos o regenerativos (J.A. Wünning, J.G. Wünning: Regeneratorbrenner für Strahlheizrohre. Deutscher Flammentag, Berlín, 2007). Ventajosamente, el suministro de combustible a los quemadores se regula mediante un control anticipativo de modo que se pueda mantener el valor teórico de la temperatura en la zona de reacción cuando varía la potencia de la fuente de energía eléctrica. En esta configuración, las corrientes de proceso se separan de los gases de combustión de la combustión oxidativa. El calor se transfiere indirectamente a través de la pared del tubo radiante. La combinación de calentamiento eléctrico y oxidativo previene eficazmente la contaminación de las corrientes del proceso. Por ejemplo, los tubos de radiación calentados eléctricamente y calentados oxidativamente pueden disponerse de modo alternativo en el espacio de reacción.

En una solicitud de patente presentada con el número de expediente DE102011106645.8 en la Oficina Alemana de Patentes y Marcas, cuyo contenido se cita en su totalidad en la presente solicitud, se describe un procedimiento para la descomposición de hidrocarburos, en el que en el que los hidrocarburos por descomponer pasan por una zona de alta temperatura dispuesta en un lecho de gránulos y se descomponen térmicamente en hidrógeno y carbono. El granulado se forma ventajosamente a partir de partículas que contienen metal, cerámica, carbón y/o coque, preferiblemente carbón y/o coque con un contenido de carbono en el intervalo del 50 al 100 % en peso. Los realizaciones de este procedimiento prevén que la energía requerida para la descomposición se proporcione mediante corriente eléctrica y/o en forma oxidativa. Dado que este tipo de descomposición de hidrocarburos parece ser particularmente adecuado para ser realizado según el procedimiento según la invención, se propone suministrar electricidad en forma de exceso de electricidad y compensar sus fluctuaciones de potencia a lo largo del tiempo generando oxidativamente energía térmica con una potencia fluctuante en el tiempo y proporcionándola para la descomposición de los hidrocarburos de manera que la potencia total disponible para la descomposición de los hidrocarburos corresponda siempre a un valor teórico o se aproxime a él.

En el procedimiento según la invención, la emisión de CO2 para, por ejemplo, 100 kg de hidrógeno es ventajosamente menor que 6,6 kg de CO2/kgH2, preferiblemente menor que 6,4 kg de CO2/kgH2, en particular menor que 6,2 kg de CO2/kgH2.

La emisión de CO2 se reduce ventajosamente de un 10 a un 20 % en el procedimiento según la invención en comparación con los procedimientos análogos del estado de la técnica que utilizan fuentes de energía oxidativa.

El procedimiento según la invención permite utilizar procedimientos de alta temperatura como reserva de minutos negativos para controles de frecuencia en redes eléctricas. Con el procedimiento según la invención, estos procedimientos de alta temperatura se pueden activar rápidamente y también pueden consumir grandes cantidades de energía de 500 a 600 TWh. Operados continuamente, estos procesos están permanentemente disponibles para alimentar el exceso de electricidad, por ejemplo, electricidad nocturna.

Los procesos de alta temperatura son particularmente adecuados para el uso de energía eléctrica, ya que la conversión de energía eléctrica en calor provoca solo una ligera pérdida de exergía. Al convertirla en calor, se destruye parte de la exergía. Esta proporción disminuye a medida que aumenta el nivel de temperatura del disipador de calor, en el presente caso, un proceso endotérmico de alta temperatura. Dado que estos procesos están integrados en gran medida en energía en ubicaciones de red, la proporción máxima técnicamente posible de la energía interna de las corrientes de producto se puede convertir nuevamente en exergía, por ejemplo, en forma de vapor a alta presión.

La invención permite así llevar a cabo los procesos de alta temperatura, por ejemplo, la descomposición de hidrocarburos, independientemente de la energía eléctrica disponible actualmente, siempre en condiciones óptimas de funcionamiento. En particular, es posible utilizar un exceso de electricidad de bajo costo sin almacenamiento intermedio o nivelación/compensación previa en una planta de energía y, por lo tanto, usar sus ventajas de costo sin restricciones significativas. Además, la invención permite un funcionamiento continuo a pesar de un cambio entre dos o más fuentes de energía diferentes, en las que, por ejemplo, los productos (de descomposición) se generan con una cantidad y composición constante en el tiempo.

Las ventajas económicas resultantes del uso del procedimiento según la invención se muestran mediante dos ejemplos:

En 2010, 127 GWh de energía eléctrica de fuentes renovables no se pudieron producir en Alemania debido al exceso de capacidad, y la reserva de minutos negativos solicitada por los cuatro operadores de red alemanes ascendió a aproximadamente 850 GWh. Con esta energía, se podrían haber producido alrededor de 100.000 t de hidrógeno por pirólisis de metano (con una eficiencia de alrededor del 66 %). En un proceso de calentamiento convencional, esta cantidad de energía, asumiendo unos costos energéticos específicos de 8 €/GJ, habría resultado en unos costos de alrededor de 25 millones de €.

En una planta con una tasa de producción de hidrógeno de 20.000 Nm3/h, existe un requerimiento de energía de aproximadamente 15 MW para la descomposición térmica del metano utilizado. En la actualidad, el exceso de electricidad con una cantidad total de energía de aproximadamente 12 GWh está disponible durante unas 800 horas al año, esencialmente en forma gratuita. Si se va a generar la misma cantidad de energía mediante la combustión de metano, suponiendo 8 €/GJ, esto daría lugar a unos costos de alrededor de 350.000 €. Es de esperar que el potencial de ahorro aumente significativamente en el futuro debido a la creciente disponibilidad de electricidad excedente.

Además, la invención se explicará con más detalle utilizando un ejemplo de realización mostrado esquemáticamente en la Figura 1.

La Figura 1 muestra una variante del procedimiento según la invención, en la que el metano se descompone en hidrógeno y carbono en una zona de alta temperatura dispuesta en un lecho de gránulos que contienen carbono.

A través de la alimentación 1, un granulado carbonoso, que es, por ejemplo, brisa de coque, a temperatura ambiente, ventajosamente de 0 a 300 °C, preferiblemente de 10 a 150 °C, en particular de 50 a 100 °C, se introduce desde arriba en la cámara de reacción R, a través de la cual es guiado posteriormente hacia abajo en un lecho móvil W bajo el efecto de la gravedad. Un gas 2 que contiene metano, que es, por ejemplo, gas natural, se hace pasar simultáneamente desde abajo a la cámara de reacción R y hacia arriba a través del lecho móvil W en contracorriente. El gas 2, que tiene temperatura ambiente, ventajosamente de 0 a 100 °C, preferiblemente de 10 a 50 °C, cuando entra en la cámara de reacción R, se calienta en su camino hacia arriba en intercambio de calor directo con el lecho móvil W. En la zona de alta temperatura H, en la que prevalecen temperaturas de más de 1000 °C, el metano se descompone en hidrógeno y carbono, estando el carbono unido predominantemente a los gránulos que contienen carbono del lecho móvil W. El hidrógeno caliente formado fluye más hacia arriba, enfriándose en intercambio de calor directo con el lecho móvil W, de modo que un gas que contiene hidrógeno puede extraerse por la línea 3 a una temperatura que no esté significativamente por encima de la temperatura ambiente, ventajosamente de 50 a 800 °C, preferiblemente de 100 a 500 °C. En el dispositivo de separación T, la parte 4 del hidrógeno se separa del gas 3 que contiene hidrógeno y luego se alimenta con un caudal constante a un dispositivo para introducir energía eléctrica, por ejemplo, un generador de plasma P, donde se calienta hasta un medio 5 de transferencia de calor. El generador de plasma P funciona con un exceso 9 de corriente, que se alimenta con una potencia que fluctúa con el tiempo. Dependiendo de la salida instantánea del exceso de corriente 9, la temperatura del medio 5 de transferencia de calor fluctúa entre un valor mínimo y un valor máximo. Para ajustar la temperatura del medio de transmisión de calor a un valor teórico predeterminado, se dosifica un agente 10 oxidante, que es oxígeno, aire o aire enriquecido con oxígeno, en el medio 5 de transferencia de calor de manera controlada en cantidad a través del quemador B. Como variable de control, sirve en este caso la temperatura del medio 11 de transferencia de calor corriente abajo del quemador B. A continuación, el medio 11 de transferencia de calor se introduce en la zona de alta temperatura H, donde proporciona la energía necesaria para la descomposición del metano. En el extremo inferior de la cámara de reacción R, se extraen los gránulos 6 casi a temperatura ambiente, ventajosamente de 10 a 400 °C, preferiblemente de 20 a 200 °C, que se pueden utilizar, por ejemplo, como coque de alto horno o aditivo para horno de coque debido a los depósitos de carbón. Los componentes del granulado 6 que no cumplen los requisitos de calidad porque tienen un diámetro demasiado grande (< 80 mm) o demasiado pequeño (< 35 mm) o, por ejemplo, una resistencia demasiado baja (resistencia del tambor 140 para coque de alto horno > 40 % según la norma ISO/FDIS 18894: 2003) se separan en el dispositivo de separación S mediante tamizado y/o cribado y, después de una posible trituración, se devuelven a la cámara de reacción R por la línea 7. El resto 8 que queda es coque de alto horno, que se desprende como un producto de alta calidad.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para realizar un proceso endotérmico, caracterizado porque la energía total requerida para el proceso endotérmico proviene de al menos dos fuentes de energía diferentes en promedio durante el año, siendo una de las fuentes de energía una fuente de energía eléctrica cuya producción varía entre el 0 y el 100 % de la producción total requerida, y en donde el excedente de electricidad, que se define como dicha electricidad, se ofrece en el mercado eléctrico muy por debajo de sus costos de producción o a precios más bajos en relación con su contenido energético que para un combustible fósil con el mismo poder calorífico, o gratis o incluso a precios negativos, se usa sin almacenamiento intermedio o suavizado/compensación previa en una central eléctrica en el proceso endotérmico, y tres modos de energía diferentes pueden proporcionar individualmente toda la potencia requerida para el proceso endotérmico: (i) exclusivamente energía eléctrica, (ii) una mezcla de energía eléctrica y al menos otra fuente de energía no eléctrica o (iii) energía exclusivamente no eléctrica, con un cambio en las fuentes de energía/modos de energía mientras se realiza el proceso endotérmico y el tiempo de transición en el que el cambio de un modo de energía a otro modo de energía toma un máximo de 30 minutos, en donde la fuente de energía no eléctrica se alimenta de procesos oxidativos y la energía térmica extraída con potencia variable en el tiempo de la fuente de energía eléctrica se proporciona para el proceso endotérmico mediante procesos inductivos o resistivos, procesos de plasma, calentamiento por elementos de calentamiento/superficies de contacto eléctricamente conductoras o por microondas, en donde las dos o más fuentes de energía están conectadas en serie o en paralelo.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque, en el modo de energía (ii), una corriente de proceso se alimenta con energía térmica de la fuente de energía eléctrica en una primera etapa de calentamiento y si la potencia actual de la fuente de energía eléctrica no es suficiente, corriente abajo en al menos una segunda etapa de calentamiento, la temperatura de la corriente de proceso se eleva al valor deseado mediante el suministro de energía térmica de al menos una fuente de energía no eléctrica.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque, en el modo de energía (ii), la corriente de proceso se precalienta primero mediante energía térmica de al menos una fuente de energía no eléctrica y luego se lleva a la temperatura deseada mediante calor generado eléctricamente.

4. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la eficiencia de la fuente de energía eléctrica, cuya potencia varía entre el 0 y el 100 % de la potencia total requerida, es superior al 90 %.

5. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque al menos el 75 % de la energía eléctrica utilizada es proporcionada por exceso de electricidad y/o electricidad nocturna.

6. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque, en la media anual, al menos el 10 % de la energía total necesaria para el proceso endotérmico procede de fuentes de energía eléctrica con potencia fluctuante.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 6, caracterizado porque se calientan una o más corrientes de proceso con ayuda de la corriente eléctrica, cuyo calor se utiliza posteriormente para el proceso endotérmico.

8. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el flujo de calor suministrado al proceso endotérmico fluctúa como máximo en un 10 % durante el período de transición.

9. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el tiempo de transición es como máximo de 7,5 minutos.

10. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el consumo de energía del proceso de alta temperatura es superior a 0,5 MW/m3 en la zona de reacción.

11. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la selectividad de subproducto de los procesos de alta temperatura aumenta en un máximo de 1 % al cambiar las fuentes de energía.

12. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la energía térmica se genera oxidativamente en al menos una fuente de energía no eléctrica.

13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque, en la zona de reacción del proceso de alta temperatura, se disponen alternativamente tubos de radiación calentados eléctricamente y calentados por oxidación.

14. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el tiempo de transición es como máximo de 60 segundos.

15. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque en el caso del proceso endotérmico se trata de reformado con vapor y en seco, termólisis de agua, deshidrogenación de etilbenceno a estireno, de propano a propeno, de butano a buteno y/o de ciclohexano a benceno, pirólisis y craqueo de hidrocarburos, producción pirolítica de acetileno, producción de benceno a partir de metano, reducción de dióxido de carbono a monóxido de carbono, producción de cianuro de hidrógeno a partir de metano y amoníaco y/o producción de monóxido de nitrógeno a partir de nitrógeno y oxígeno.