Ante la creciente preocupación por el cambio climático global, la captura y almacenamiento de carbono (CAC) se ha convertido en una tecnología muy discutida y, para algunos, fundamental en la búsqueda de un futuro sostenible y con bajas emisiones de carbono.
Por: JUAN SZABO y LUIS PACHECO*
En la Conferencia de la ONU sobre Cambio Climático, COP28, de Dubái con una agenda llena de temas controversiales, la captura de carbono ha provocado una confrontación fuera de lo común y de mal talante entre altos funcionarios de la Agencia Internacional de Energía (AIE) y la Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP).
Previo a la conferencia, en un reporte sobre la industria de los hidrocarburos, la AIE pidió a los productores de petróleo y gas que abandonaran “la ilusión de qué cantidades inverosímilmente grandes de captura de carbono” son la solución para reducir las emisiones y alcanzar objetivos netos cero.
El secretario general de la OPEP, Haitham Al-Ghais, respondió acusando a la AIE de señalar con el dedo, vilipendiar a los productores y utilizar un “encuadre extremadamente estrecho” de los desafíos para alcanzar el cero neto que resta importancia a la seguridad y la asequibilidad energética. “La verdad que es necesario decir es simple y clara para quienes deseen verla. Es que los desafíos energéticos que tenemos ante nosotros son enormes y complejos y no pueden limitarse a una cuestión binaria”, dijo Al-Ghais.
La captura de carbono se ha convertido en un indicador de una batalla política y diplomática más amplia sobre el futuro de la producción de petróleo, gas y carbón, en un mundo teóricamente comprometido a lograr cero emisiones netas para 2050.
¿Qué es la captura de carbono?
La captura de carbono, en su definición más básica, es la captura y almacenamiento de las emisiones de CO2 producidas por procesos industriales e instalaciones de generación de energía, antes de que sean liberadas a la atmósfera. Esta tecnología tiene como objetivo prevenir la acumulación de gases de efecto invernadero, en particular CO2, en la atmósfera, que se argumenta contribuye significativamente al cambio climático.
En la gran mayoría de estos procesos, el CO2 capturado se comprime para que en estado líquido pueda ser transportado a un sitio de almacenamiento, generalmente a través de una tubería. Una vez en el destino, el CO2 se bombea, a través de pozos, a más de 2.500 pies de profundidad hacia formaciones geológicas como yacimientos de petróleo y gas agotados, así como formaciones que contienen agua salada inutilizable.
En las décadas de los 70 y 80 comenzaron las primeras discusiones sobre el impacto potencial del dióxido de carbono en el cambio climático, y generaron un mayor interés en mitigar las emisiones de CO2. Investigadores y científicos comenzaron a explorar la posibilidad de capturar CO2 de procesos industriales y centrales eléctricas.
En los años ‘90 se desarrollaron los primeros proyectos piloto destinados a probar la viabilidad de las tecnologías de captura de carbono. El Proyecto Sleipner en Noruega, iniciado en 1996, fue uno de los primeros proyectos a escala comercial en inyectar CO2 capturado bajo tierra para su almacenamiento.
La adopción del Acuerdo de París en 2015 enfatizó aún más la importancia de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Muchos países incluyeron la captura y el almacenamiento de carbono en sus contribuciones determinadas a nivel nacional (NDC), como parte de sus esfuerzos para cumplir los objetivos de reducción de emisiones.
Hay tres métodos principales de captura de carbono: Poscombustión, Precombustión y Oxicombustión, veamos:
Poscombustión: La captura de carbono poscombustión es el método más aplicado e implica capturar las emisiones de CO2 tras la combustión de combustibles fósiles. En este proceso, el CO2 se separa de otros gases de combustión usando disolventes líquidos o adsorbentes sólidos que absorben o se adhieren selectivamente el CO2. A continuación, el disolvente o adsorbente rico en CO2 se separa de los gases de combustión y posteriormente el CO2 se libera para su almacenamiento o utilización.
Precombustión: La captura de carbono previa a la combustión ocurre antes de la combustión real de combustibles fósiles. Se trata de convertir los hidrocarburos en hidrógeno y CO2, separando luego el CO2 del hidrógeno. El hidrógeno resultante se puede utilizar como combustible limpio, mientras que el CO2 capturado se almacena o utiliza en diversos procesos industriales.
Oxicombustión: Este proceso implica quemar combustibles fósiles en un ambiente enriquecido con oxígeno en lugar de aire. Esto crea un gas de combustión con una mayor concentración de CO2, lo que facilita su captura. El CO2 capturado se puede almacenar o reutilizar, mientras que el nitrógeno restante se puede separar para diversas aplicaciones.
De igual manera, la captura directa del aire (DAC: por sus siglas en inglés) es una tecnología diseñada para capturar dióxido de carbono (CO2) directamente del aire ambiente, una vez que todas las medidas de mitigación de emisiones han sido usadas. A diferencia de los métodos de captura de carbono que atrapan las emisiones de CO2 en su fuente, DAC apunta al CO2 existente en la atmósfera. Esta tecnología desempeña un papel crucial a la hora de abordar el desafío de reducir las concentraciones de CO2 atmosférico para mitigar el cambio climático.
Desafíos y barreras
Uno de los principales desafíos que enfrenta la adopción generalizada de tecnologías de captura de carbono es el costo asociado. La implementación de estas tecnologías requiere importantes inversiones en infraestructura, investigación y desarrollo, y gastos operativos. Los gobiernos, las industrias y los investigadores están trabajando para reducir estos costos mediante la innovación y el apoyo político.
El proceso de captura, transporte y almacenamiento de CO2 requiere energía adicional, lo que conduce a una posible reducción de la eficiencia general de las centrales eléctricas y las instalaciones industriales. Equilibrar los requisitos energéticos de la captura de carbono, con los beneficios que proporciona, sigue siendo un desafío complejo que investigadores e ingenieros están abordando activamente.
Para lograr reducciones significativas de las emisiones de CO2, es necesario implementar infraestructuras de captura de carbono a gran escala. Esto requiere planificación, inversión y coordinación significativas entre gobiernos, industrias y comunidades. El desarrollo de la infraestructura necesaria, incluidas tuberías para el transporte y las instalaciones de almacenamiento de CO2, presenta desafíos logísticos que deben abordarse para garantizar el éxito de las iniciativas de captura de carbono.
Usos para el CO2
Una vez que se captura el dióxido de carbono (CO2), existen varios usos que van desde el almacenamiento hasta la creación de productos valiosos. A continuación, se muestran algunos usos comunes:
Uno de los principales destinos del CO2 capturado es el almacenamiento geológico. El CO2 se inyecta en formaciones geológicas como campos de petróleo y gas agotados o acuíferos salinos profundos, donde puede almacenarse de forma segura bajo tierra. Esto evita que el CO2 liberado contribuya a las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero.
El corolario obvio es que el CO2 capturado se puede utilizar para mejorar la recuperación de petróleo en yacimientos petrolíferos maduros. La inyección en estos campos ayuda a aumentar la cantidad de petróleo recuperable y puede contribuir a su viabilidad económica.
Por otro lado, el CO2 capturado se puede usar como materia prima para la producción de diversos productos valiosos. Algunos ejemplos incluyen: materia prima para combustibles sintéticos; productos químicos y polímeros; incorporación a materiales de construcción como el hormigón, lo que proporciona una alternativa respetuosa con el medio ambiente; y carbonatación de bebidas. El CO2 es, junto con el amoniaco, parte esencial en la manufactura de la urea, mientras que en la atmósfera es indispensable en la fotosíntesis de las plantas; alejado de la imagen de completa villanía que se pretende transmitir.
Beneficios de la captura de carbono
El principal beneficio de la captura de carbono es su potencial para reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero, en particular el CO2, que contribuye en gran medida al calentamiento global.
Al prevenir la liberación de CO2 a la atmósfera, la captura de carbono desempeña un papel crucial en la mitigación del cambio climático y el cumplimiento de los objetivos de reducción de emisiones establecidas en los acuerdos internacionales.
La captura de carbono permite el uso continuo de combustibles fósiles, particularmente en sectores donde las alternativas viables son actualmente limitadas. Esto es esencial para industrias como la del acero, el cemento y la petroquímica, que contribuyen en gran medida a las emisiones globales de CO2. La captura de carbono proporciona una solución de transición que permite a estas industrias reducir su huella de carbono mientras se desarrollan tecnologías más limpias.
La reducción de las emisiones sigue siendo la respuesta principal, más eficaz y preferida en los escenarios que se manejan. Pero la descarbonización por sí sola podría resultar insuficiente para reducir las emisiones residuales “difíciles de reducir”, y que pueden persistir en el mediano plazo.
Una vez que se hayan agotado las opciones de descarbonización, la captura directa del aire (DAC) podría desempeñar un papel vital en la neutralización de las emisiones residuales; por lo tanto, la mayoría de los escenarios alineados con el Acuerdo de París proyectan capacidades sustanciales de DAC. Para ello, como lo demuestran los desacuerdos en la COP28 que ya comentamos, hay que abandonar dogmas y entender que el futuro es un abanico de soluciones.
*La ilustración fue generada utilizando Midjourney, realizada por Luis A. Pacheco, es cortesía del autor al editor de La Gran Aldea.
*M. Juan Szabo, Analista Internacional.
*Luis A. Pacheco, non-resident fellow at the Baker Institute Center for Energy Studies.