La tecnologia ODC (Oxygen Depolarized Cathode o càtode d'oxigen despolaritzat) és una innovació en els processos d'electròlisi clor-alcalina, desenvolupada per millorar l'eficiència energètica i reduir les emissions de CO₂. Un dels principals fabricants mundials de materials polimèrics i de components, Covestro, ha reafirmat el seu lideratge en sostenibilitat i tecnologia amb la seva última planta de producció de clor a Tarragona, una instal·lació pionera que incorpora tecnologia ODC, desenvolupada amb ThyssenKrupp Uhde Chlorine Engineers. Es tracta de la primera planta industrial a escala mundial que utilitza aquesta tecnologia, reduint significativament el consum energètic i les emissions de CO₂.
Fins ara, Covestro depenia de proveïdors externs per al clor, essencial per produir MDI, un component clau en escumes de poliuretà per a sectors com l’automoció i l’aïllament tèrmic. L’increment dels costos del clor va motivar l’empresa a construir la seva pròpia planta, reduint costos i assegurant el subministrament. Amb una inversió de 250 milions d’euros, Covestro ha construït tant la planta de clor com una subestació elèctrica per connectar-la a la xarxa d'alt voltatge, garantint la viabilitat econòmica a llarg termini. "Nosaltres som realment la primera fàbrica 100% comercial amb aquest tipus de tecnologia" ha explicat en una entrevista a Fulls d'Enginyeria Giorgio Dolfini, director de la planta d'electròlisi.
En el procés, es redueix l’oxigen electroquímicament a ions hidroxil, evitant la formació d’hidrogen. Les reaccions químiques implicades en el procés són les següents: a l'ànode, el clorur de sodi (NaCl) es descompon en clor (Cl₂), ions de sodi (Na⁺) i electrons (2e⁻); al càtode, l'aigua (H₂O) reacciona amb oxigen (½ O₂) i electrons (2e⁻) per formar ions hidroxil (OH⁻). Així, la reacció global combina aquests dos processos, on el clorur de sodi i l’aigua, en presència d’oxigen, donen lloc a clor (Cl₂) i hidroxid de sodi (NaOH). Aquestes reaccions es duen a terme a la "zona trifàsica" del càtode, on el gas, el líquid i el sòlid interactuen eficientment.
Els elèctrodes ODC són estructures complexes desenvolupades per Covestro Deutschland AG, combinant catalitzadors, polímers hidròfobs com el PTFE, estructures de suport i additius per crear zones hidròfiles i hidròfobes que maximitzen l’eficiència de la reacció. La integració d’aquests elèctrodes en les cèl·lules d’electròlisi ha estat una col·laboració amb ThyssenKrupp, responsables del disseny de les cèl·lules.
A escala mundial, la capacitat de producció de clor és de 89 milions de tones anuals, amb 5 milions a Alemanya. Si la tecnologia ODC esdevingués l’estàndard a Alemanya, es podria reduir un 1% del consum d’energia elèctrica nacional. La planta de Tarragona valida la tecnologia a escala industrial, oferint avantatges com una reducció del 30% en el consum energètic i les emissions de CO₂, l'eliminació de la producció d'hidrogen, una manipulació més senzilla en la fabricació i instal·lació, i una fiabilitat demostrada gràcies a les operacions industrials en curs.
El sistema ODC substitueix el procés tradicional d’electròlisi, utilitzant oxigen en lloc d’hidrogen. Això permet una reducció del 25% en el consum energètic i opera a un voltatge de 2 volts, comparat amb els 3 volts de les tecnologies convencionals. A més, la planta funciona amb un 33% d’electricitat renovable gràcies a un acord PPA associat a una planta solar. Dolfini, a més, ha assegurat que tot i que la tecnologia funciona perfectament, "continua sent un repte i seguim en fase d'optimització tant a nivell de performance com a nivell de capacitat".
D'altra banda, la planta destina el clor íntegrament a la producció interna d’isocianats i produeix sosa càustica, vital per a sectors com l’alimentació, el paper, la siderúrgia i la química. Això redueix la dependència d'importacions i enforteix la indústria local. La planta, d'aquesta manera, combina processos químics, electroquímics i catalítics avançats, requerint personal altament qualificat. El 20% de la plantilla té titulació universitària, i Covestro ha col·laborat amb l’Institut Comte de Rius per oferir programes de formació dual en noves especialitats com la supervisió de cel·les. També s’utilitza un simulador dinàmic per formar els operadors, optimitzant els processos i la seguretat.
La primera planta d’electròlisis clor-àlcali del món
La planta no només assegura un subministrament competitiu de clor per a Covestro, sinó que també estableix un precedent en la reducció d’emissions en un sector energèticament intensiu. Aquesta tecnologia pionera demostra com la indústria clor-àlcali pot evolucionar cap a un model més eficient i sostenible, marcant un camí a seguir per al futur.
Aquesta tecnologia esdevé especialment rellevant en el context de la indústria clor-àlcali, on al voltant del 60% dels productes químics es produeixen directament o indirectament amb clor i sosa càustica. No obstant això, aquest sector afronta el repte del seu alt consum energètic, la producció de clor mitjançant electròlisi consumeix uns 2.500 kWh per tona, segons la tecnologia de membrana. En aquest context, l’ús de la tecnologia ODC, amb una reducció del consum energètic del 30%, representa un avenç significatiu per disminuir les emissions indirectes de CO₂ i millorar l’eficiència.
Gràcies al desenvolupament d'aquest projecte, Enginyers Industrials de Catalunya ha premiat enguany, en el marc de la Diada 2024, a Covestro amb el Premi Innovació. El guardó és un reconeixement a la innovació tecnològica que hi ha en aquest nou procés productiu del clor. Així i tot, "ara mateix, no hi ha en construcció cap altra planta d'aquestes característiques a Espanya ni a Europa" ha sentenciat Dolfini.
