La Revolución Industrial inició una época de grandes cambios económicos, sociales y tecnológicos, aportando a la humanidad mayor prosperidad e increíbles avances en ciencia y tecnología. Pero también fue el inicio de uno de los mayores problemas actuales y sobre todo futuros, el cambio climático. El mayor agente culpable es el incremento en las emisiones de gases de efecto invernadero, siendo el más conocido el CO2.

Durante generaciones se ignoró, en aras a un crecimiento económico que tapaba los problemas que podrían tener futuras generaciones. Grandes compañías ya eran conocedoras de las repercusiones fatales derivadas del incremento en las emisiones. Los científicos, cada vez con mayor voz en el ámbito global, aportando datos y estudios, y sobre todo unos fenómenos meteorológicos cada vez más frecuentes y extremos, han puesto la alarma en la sociedad y en las instituciones. Esas visiones apocalípticas, se ven cada vez más cercanas, y una pregunta cala cada vez más en el ambiente: ¿Y ahora qué hacemos?

Gráfico 1: Emisiones históricas de CO2 globales 1757-2021

Fuente: Statista Research Department

Si bien el objetivo es reducir las emisiones de CO2, hay industrias como las del cemento, la siderurgia, el aluminio, el papel y las refinerías, que tienen emisiones inherentes en sus procesos productivos. De esta manera, mediante la captura, el uso y el almacenamiento del carbono, se reduce de manera significativa las emisiones en estos sectores, además de ayudar a eliminar carbono de la atmósfera. Una vez capturado el CO2, este se puede o bien almacenar (CAC), o bien utilizar en ciertos procesos productivos (CUC).

CAC, Captura y Almacenamiento del CO2

El CO2 capturado de las industrias antes descritas, de las centrales de generación eléctrica que utilizan fuentes de combustibles fósiles, o directamente de la atmósfera, es separado de la mayoría de sustancias asociadas y transportado mediante gasoducto o en tanques, previa compresión, por vía marítima, ferroviaria o por carretera, hasta las instalaciones donde es inyectado bajo formaciones geológicas profundas, como yacimientos agotados de gas o petróleo, o acuíferos salinos, que pueden atrapar y almacenar el CO2 de manera permanente.

Imagen 1: Esquema gráfico del proceso de captura y almacenamiento de carbono

Fuente: European Commission

Algunas tecnologías que son utilizadas conjuntamente con el CAC (o CCS en inglés) son:

  • DACCS (captura directa en el aire y almacenamiento de carbono) es la combinación de capturar CO2 directamente del aire (DAC), y su posterior almacenamiento (CCS). La dificultad de este proceso radica en la baja concentración de CO2 en el aire ambiente (alrededor de 400 ppm). La ventaja de la captura directa del aire es que permite capturar CO2 cuando y donde no hay fuentes puntuales. La DAC utiliza procesos de ingeniería basados en la captura química para extraer el dióxido de carbono directamente de la atmósfera a un agente separador que se regenera con calor, agua o ambos. Posteriormente, el CO2 es desorbido del agente y se libera como un flujo de alta pureza. 
  • BECCS (captura y almacenamiento de carbono bioenergético) es la combinación de la generación de energía a partir de biomasa y la captura y almacenamiento de carbono. Aparte de que la materia prima es específicamente de origen biológico, las tecnologías empleadas para capturar, transportar y almacenar el CO2 son las mismas que para la CAC. El CO2 para BECCS puede proceder de procesos biológicos como la fermentación (por ejemplo, para la producción de biocombustibles), pero también de la combustión de biomasa para la generación de calor y electricidad. 

CUC, Captura y Utilización del CO2

El CO2 capturado puede ser utilizado en los procesos de producción que utilizan el dióxido de carbono como materia prima, y así se evita liberarlo a la atmósfera. Algunos ejemplos son:

  • Utilización directa del CO2 en refrescos o invernaderos.
  • Utilizándolo como fluido de trabajo o disolvente, por ejemplo, para la recuperación mejorada de petróleo (EOR).
  • Utilizar el CO2 como materia prima y convertirlo en productos de valor añadido, como polímeros, materiales de construcción, productos químicos y combustibles sintéticos.

Esta última familia de tecnologías novedosas que utilizan el CO2 como materia prima puede contribuir a la economía circular y a los objetivos de mitigación del cambio climático.

Actualmente se utilizan unos 230 Mt de CO2 al año, principalmente en la industria de los fertilizantes para la fabricación de urea (~130 Mt) y para la recuperación mejorada de petróleo (~80 Mt). También está creciendo el uso del carbono capturado en la producción de combustibles sintéticos, productos químicos y áridos de construcción a base de CO2. De aquí a 2030, los proyectos en curso indican que podrían capturarse unos 5 Mt de CO2 para la producción de combustibles sintéticos. Aunque este nivel de despliegue no está lejos de los 7,5 Mt de CO2 utilizados en la producción de combustibles sintéticos en 2030 en el escenario Net Zero, la mitad de los proyectos anunciados se encuentran en una fase inicial de desarrollo y requieren más apoyo para proceder a su funcionamiento.

Presente y futuro

Debido al limitado uso en el mercado para las aplicaciones de utilización del CO2 capturado, el almacenamiento debería seguir siendo el objetivo principal del despliegue de la captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS). En el Net Zero Scenario, más del 95% del CO2 capturado en 2030 se almacena geológicamente, y menos del 5% se utiliza. Con un tiempo de retención del orden de millones de años, los agregados para la construcción son la única aplicación de uso del CO2 que podría calificarse como captación permanente. No sería el caso de los combustibles y los productos químicos, que suelen retener el CO2 durante un año y hasta diez años respectivamente.

                                                        Gráfico 2: Capacidad de los proyectos de captura de CO2 actuales y previstos por sector

Fuente: IEA

Actualmente existen unas 35 instalaciones comerciales que aplican el CCUS a procesos industriales, transformación de combustibles y generación de energía. Aun así, el despliegue del CCUS no ha copado las expectativas generadas en el pasado, pero el impulso ha crecido sustancialmente en los últimos años, con unos 300 proyectos en diversas fases de desarrollo en toda la cadena de valor del CCUS. Los promotores de proyectos han anunciado su ambición de que más de 200 nuevas instalaciones de captura estén operativas en 2030, capturando más de 220 Mt de CO2 al año. Sin embargo, incluso a ese nivel, el despliegue de CCUS seguiría siendo sustancialmente inferior al requerido en el Net Zero Scenario.

Gráfico 3: Capacidad de los proyectos de captura de CO2 a gran escala, actuales y previstos frente al Net Zero Scenario, 2020-2030

Fuente: IEA

Pero recientes problemas en los proyectos noruegos de almacenamiento de CO2 en Sleipner y SnØvhit, considerados como ejemplos de éxito de almacenamiento del CO2 subproducto de la producción de gas, arrojan dudas sobre esta tecnología y su futuro. Ambos subsuelos fueron minuciosamente estudiados previamente, y desde 1996 en el caso de Sleipner y de 2008 en el caso de SnØvhit, se han almacenado unos 22 Mt de CO2 bajo el lecho oceánico. Pero en el caso del primer yacimiento, el CO2 se desplazó de manera inesperada a una zona no identificada previamente por los ingenieros. En el caso de SnØvhit, las condiciones de almacenamiento se desviaron drásticamente de los planes de diseño pasados unos 18 meses desde el inicio de la inyección, por lo que fueron necesarias grandes intervenciones e inversiones. Esto pone de relieve que cada rincón del planeta tiene una geología y condiciones específicas, y a pesar de exhaustivos estudios, los estratos de la Tierra están en continuo movimiento.

Está claro que el futuro del CCUS pasa por un incremento de la inversión en investigación y mejora de la tecnología, para que pueda llegar a los objetivos del Net Zero Scenario, para mitigar los problemas que han surgido y puedan surgir en un futuro, y así hacerlo más atractivo para inversores y hacer que el ritmo actual de inversiones anunciadas pueda crecer.

Aleix Pujols | Energy Consultant

 

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