L’ossi-combustibile è la combustione del carburante con ossigeno puro invece della miscela di ossigeno, azoto e anidride carbonica nell’aria. Quando il carburante viene bruciato utilizzando ossigeno puro, qualsiasi contenuto di anidride carbonica può essere immagazzinato senza la necessità di rimuovere l’azoto, che è un passaggio fondamentale nella purificazione dei prodotti di scarto nelle centrali elettriche. I gas rilasciati dalle centrali elettriche sono il 75% di azoto, che deve essere rimosso da qualsiasi vapore di anidride carbonica. L’applicazione più promettente è nelle centrali elettriche a carbone, ma anche le turbine a gas, la produzione di ossigeno e le applicazioni di saldatura potrebbero trarne vantaggio.
Le centrali elettriche a carbone possono essere riconfigurate per bruciare ossicombustibile senza modificare il design della caldaia, sebbene la temperatura di combustione sia elevata per la maggior parte delle caldaie. Il processo di combustione a ossicombustione produce carbone con una temperatura di combustione molto più elevata, ma questo può essere controllato miscelando ossigeno con vapore o gas di combustione da altri processi dell’impianto. L’azoto è presente nella caldaia solo a bassi livelli e viene prodotto poco azoto o ossido nitrico per contaminare l’aria.
I fumi derivanti dalla combustione di combustibili fossili con ossicombustibile sono privi di azoto. L’anidride carbonica e l’acqua sono i componenti principali del gas, che può essere concentrato in flussi di anidride carbonica quasi pura. Il vantaggio è che il gas rimanente può essere compresso, essiccato e purificato in modo molto più rapido ed economico rispetto ai metodi tradizionali prima di essere trasferito allo stoccaggio.
Il ciclo della turbina a gas è migliorato attraverso l’uso dell’ossi-combustibile, ma poiché le pale della turbina a gas non tollerano bene le alte temperature, le turbine richiedono una riprogettazione per funzionare con carburante ossigenato. I fumi ad alta temperatura che escono da una turbina modificata rendono effettivamente più efficiente il ciclo del vapore. La saldatura e il taglio a ossicombustione forniscono inoltre ai saldatori un maggiore controllo sulla quantità di calore generata, in modo che la temperatura di una zona di saldatura possa essere mantenuta a livelli di sicurezza. Le dimensioni e la forma del cordone di saldatura sono più facilmente controllabili e le modifiche necessarie per utilizzare l’ossicombustione nella saldatura sono piuttosto semplici.
Le applicazioni complete dell’ossicombustione sono ancora in fase di sviluppo. La tecnologia è stata testata negli Stati Uniti, in Canada, in Europa e in Giappone e la minore complessità e i rischi della tecnologia sono interessanti. La richiesta di centrali a carbone a combustione pulita e impianti di produzione di energia più sicuri per l’ambiente potrebbe innescare un grande aumento dei sistemi di alimentazione a base di ossigeno man mano che la tecnologia progredisce. Potrebbe anche essere possibile la produzione di ossigeno e la sua separazione dall’aria a un costo inferiore rispetto ai metodi criogenici.