Las emisiones de dióxido de carbono (CO2) generadas por actividades humanas han generado una acumulación de gases de efecto invernadero en la atmósfera que está provocando un aumento en la temperatura de la tierra y, por ende, el cambio climático.
Los métodos de captura y almacenamiento de carbono están siendo muy estudiados en el ámbito científico. Distintos reportes científicos, tales como el informe de la IEA sobre Net Zero y el último reporte del IPCC (2023) han mencionado la necesidad de implementar métodos de captura y almacenamiento de carbono para reforzar las medidas actuales de mitigación contra el cambio climático.
En este artículo, te contaremos qué es la captura y almacenamiento de carbono, y qué ventajas presenta esta nueva tecnología. A su vez haremos un repaso de los proyectos actuales que están funcionando a nivel mundial y cuentan con esta tecnología.
La captura y almacenamiento de carbono, también conocida como CCS por sus siglas en inglés (carbon capture and storage), es un proceso que consiste en la captura del CO2 emitido por plantas de producción de energía y otras industrias.
Los métodos de captura y almacenamiento de carbono buscan capturar el dióxido de carbono (CO2) que se genera como consecuencia de procesos industriales (quema de combustibles fósiles, producción de acero, gas natural, etc.) de forma tal que dichas emisiones no se liberen a la atmósfera.
De esta forma, se evita la acumulación de dichas emisiones en la atmósfera y por ende la contribución de los procesos industriales mencionados al cambio climático.
Esta captura es seguida por un proceso de transporte y su almacenamiento en depósitos a gran profundidad en el subsuelo. El CO2 se puede capturar, almacenar y transportar de diferentes maneras, de acuerdo a las características del proceso en el que intervenga esta práctica.
La captura y almacenamiento de carbono es un proceso que consta de tres etapas:
En la primera etapa, la captura, el CO2 se captura de la fuente de emisión. Estas fuentes se encuentran en distintos procesos industriales que liberan CO2 como producto de alguna reacción química a lo largo del proceso.
Una vez capturado, el CO2 se comprime y se transporta a través de tuberías o camiones cisterna hasta el lugar de almacenamiento.
En la segunda etapa, el CO2 se transporta desde la fuente de emisión hasta el lugar de almacenamiento.
El transporte del CO2 puede realizarse de dos formas distintas:
Almacenamiento del CO2
En la tercera etapa, el CO2 se almacena en depósitos geológicos a gran profundidad en el subsuelo que no tienen ningún valor para el ser humano.
Los depósitos geológicos incluyen formaciones de sal, acuíferos profundos y yacimientos de petróleo y gas agotados. El CO2 se inyecta en el depósito y se sella para evitar fugas.
Esto es importante ya que por ningún motivo debemos intervenir esas formaciones, sino hay riesgo de que todo ese CO2 se libere nuevamente a la atmósfera.
También puede inyectarse en formaciones ricas en ciertos minerales que, a lo largo de un tiempo, reaccionan químicamente con el CO2 para dar carbonatos. Esto soluciona el problema de fugas del método anterior, ya que el CO2 se convierte en otro compuesto a través de una reacción química.
Por último, puede utilizarse el CO2 como reactivo de algún proceso. Por ejemplo: carbonatación de bebidas gasificadas, producción de urea, producción de metanol.
Los métodos de captura y almacenamiento de carbono ya son operativos a nivel mundial.
Según el Instituto Global de Captura y Almacenamiento de carbono (Global CCS Institute), al 2023 existen un total 30 plantas que operan con este sistema y un total de 196 contando aquellas plantas en proceso de construcción y desarrollo. Desde el año 2021, la cantidad de proyectos de CCS ha crecido en un 44%.
En la imagen debajo se muestra la distribución global de plantas de captura y almacenamiento de carbono según el último reporte (2022) del Global CCS Institute:
Las industrias que actualmente usan estos métodos de forma operativa son (se muestra entre paréntesis la cantidad de plantas operativas de cada industria):
Otras industrias que están explorando debido a las altas emisiones de CO2 generadas en sus procesos son:
A continuación, haremos un recorrido de las principales industrias que hoy en día cuentan con plantas de captura y almacenamiento de CO2 (CCS) en sus instalaciones.
El gas natural es un compuesto formado mayoritariamente por metano, extraído de reservas fósiles. Este combustible en general contiene CO2 que debe ser removido antes de comercializarlo para uso doméstico (como gas de cocina, por ejemplo).
Este CO2 que es removido termina siendo liberado a la atmósfera, con lo cual las plantas de captura de CO2 en estos procesos buscan evitar que esto suceda.
Para estas plantas se estima que si están cerca de los yacimientos donde será inyectado el CO2, el costo de comprimirlo, transportarlo y almacenarlo es de 15 a 20 dólares por tonelada de CO2.
El avance en los estudios sobre el procesamiento de CO2 a la salida de plantas de gas natural es muy importante debido a la importancia que este combustible ha adquirido en los últimos años como combustible “de transición”.
La industria de producción de hierro y acero es responsable de, aproximadamente, el 7% de las emisiones de CO2 a nivel mundial.
En las plantas de producción de hierro y acero, el CO2 es producido como consecuencia de la reacción química de reducción del mineral de hierro a arrabio. El arrabio es la materia prima que se utiliza para fabricar acero, y su proceso de obtención involucra la quema de carbón en un alto horno a altas temperaturas.
Es por ello que, dentro de las tecnologías investigadas e implementadas para reducir estas emisiones, se encuentran los métodos de captura de CO2 como el CCS.
El uso de hidrógeno para obtener energía es uno de los temas del momento. Al igual que con las energías renovables, el uso de hidrógeno no genera emisiones de gases de efecto invernadero.
Uno de los potenciales usos del hidrógeno es en baterías de autos, lo cual reemplazaría el uso de combustibles fósiles para este fin.
El 98% del hidrógeno producido hoy en día es fabricado en base a carbón (gasificación) y gas natural (reformado de metano).
Ambos procesos generan una gran cantidad de emisiones de CO2 . Estos procesos son compatibles con los procesos de captura de CO2 (CAC). Actualmente existen 2 plantas operativas de producción de hidrógeno que capturan CO2 en el mundo. Entre las 2 tienen una capacidad de producción de 600.000 toneladas de hidrógeno por año.
A diferencia de los métodos de captura en fuentes fijas, estos métodos buscan capturar CO2 de la atmósfera una vez que este ya fue liberado.
El funcionamiento de estos métodos se basa en que, a través de un ventilador, fluye aire hacia una estructura que contiene sustancias químicas capaces de retener el CO2 . Este CO2 retenido luego puede ser almacenado o utilizado para otros fines.
Una vez que se retiene el CO2 de la corriente de aire, el aire “limpio de CO2 ” se devuelve a la atmósfera. En general, no es posible limpiar completamente el aire, sino que se devuelve con menores concentraciones de CO2 que el aire ingresado inicialmente.
Una ventaja importante de estos métodos es que evitan los costos de transporte del CO2 . Estas infraestructuras son colocadas en lugares estratégicos de tal forma que el CO2 obtenido pueda ser utilizado para otro proceso o almacenado en lugares cercanos a la instalación de captura.
La siguiente imagen presenta la comparación entre los métodos de captura de carbono mencionados en este artículo (DAC y CCS):
La captura y almacenamiento de carbono actualmente enfrenta desafíos y limitaciones importantes. Algunos de ellos son:
La captura y almacenamiento de carbono es una tecnología importante que puede ayudar a reducir las emisiones de CO2 globales y combatir el cambio climático. Esta afirmación está basada en reportes de autoridad emitidos recientemente, como de la IEA y del IPCC.
Aunque enfrenta desafíos y limitaciones, actualmente existen alrededor de 30 proyectos operativos en todo el mundo y más de 100 en etapa de construcción y desarrollo.
Es importante resaltar que, a largo plazo, se debe seguir avanzando en la transición hacia fuentes de energía renovable y tecnologías más limpias. Pero la captura y almacenamiento de carbono puede ser una solución a corto y mediano plazo.
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