18/08/2011 - Captura y almacenamiento de carbono

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El calentamiento global es una problemática reconocida mundialmente. De acuerdo con el IPCC, existe un 90% de probabilidad de que su causante sea la actividad humana, al potenciar, mediante emisiones gaseosas, el efecto invernadero natural de la Tierra.

De los gases de efecto invernadero, el dióxido de carbono es el más contribuyente, y por ello, las medidas de mitigación de cambio climático apuntan a reducir las emisiones de este gas con diversas medidas. Capturarlo y almacenarlo para que nunca llegue a la atmósfera es una de ellas.

Las propuestas de captura y almacenamiento de carbono (CAC) apuntan a las industrias que lo emiten en gran escala como centrales térmicas, refinerías de petróleo, acereras, cementeras, fábricas de aluminio, papeleras y demás.

CAC requiere, como su nombre lo indica, de varias etapas, primeramente se debe separar el dióxido de carbono de otros gases para después poder guardarlo temporalmente, antes de transportarlo hasta su destino de almacenamiento final.

Para la captura de carbono, existen diferentes caminos tecnológicos, principalmente planteados para centrales térmicas alimentadas con carbón o gas, pero que en general son aplicables a cualquier industria. Algunos de ellos se catalogan como de “post-combustión”, ya que el CO2 es separado de otros gases luego del proceso de combustión que lo origina. Concretamente se lo absorbe químicamente en una solución líquida, por ejemplo, de aminas (MEA). Con el tiempo, esta solución se satura, por lo que se la regenera mediante calentamiento, provocando que libere el CO2 previamente absorbido, y dejándola lista para recomenzar la absorción. Naturalmente, para que el proceso sea continuo, se opera con dos de estos equipos en paralelo, de modo que cuando uno se regenera el otro opera, y viceversa.

Como alternativa, los sistemas de “precombustión” requieren combinar el combustible con oxígeno y agua para producir H2 y CO2. Mientras que el hidrógeno se aprovecha como recurso energético, el CO2 se separa y se almacena. Este es un método particularmente atractivo para centrales térmicas de ciclo combinado.

En contraste, métodos de “oxicombustión” requieren que el combustible se queme con oxígeno puro, de forma que los gases de combustión sean mayoritariamente CO2 y agua, que se pueden separar con mucha facilidad mediante enfriamiento. La desventaja clara es que necesita de oxígeno puro.

Otras alternativas tecnológicas incluyen separación por enfriamiento criogénico, separación por membranas y absorción con sólidos. En cualquier caso, la capacidad de recupero de dióxido de carbono es del orden del 90%. Esto permitiría que 16000 millones de toneladas de CO2 no sean emitidas cada año, una cantidad equivalente al 64% del total anual emitido por el mundo, 25000 millones de toneladas.

Con el dióxido de carbono purificado, se procede a trasportarlo mediante gasoductos o barcos hasta su lugar de almacenamiento. Una opción es guardarlo bajo tierra (siempre con posibles riesgos de fuga), a profundidades de 1000 metros o mayores, en yacimientos hidrocarburiferos agotados, estratos de carbón o formaciones salinas. Inyectar CO2 en pozos de petróleo es, además de una forma de almacenar CO2, un método de “recuperación asistida de petróleo” (EOR por sus siglas en inglés) para lograr sacar por “empuje” entre un 10 y un 15% del petróleo contenido en un reservorio. Una manera menos insustentable de hacer algo intrínsecamente insustentable.

Guardarlo en el fondo de los océanos bajo la forma de hidratos es otra alternativa, aunque la disolución de dióxido de carbono en los mares aumentaría su acidez y afectaría enormemente el ecosistema en cuestión.

Combinar el CO2 purificado con silicatos de magnesio o de calcio, o con detritos industriales (escoria, cenizas de acero inoxidable) produciría carbonatos sólidos sumamente estables, donde el tiempo de almacenamiento sería virtualmente infinito. La desventaja de esto es que se requerirían enormes cantidades de minerales y un enorme costo ambiental asociado.

Por otra parte, el CO2 podría destinarse a cualquier industria que lo requiera como insumo, como por ejemplo, una planta de gaseosas. Por supuesto, esta alternativa no representa ningún almacenamiento. Únicamente se evita la producción de mayor cantidad de CO2, aunque no mucha, ya que según estimaciones, el uso industrial de CO2 es de 120 millones de toneladas anuales.

En centrales térmicas, implementar CAC conlleva un detrimento en la eficiencia de generación eléctrica, debido a que parte de la energía producida se debe emplear para capturar y almacenar el CO2 producido. Además, por supuesto, las instalaciones necesarias y su costo capital, incremental el precio del kWh y la inversión necesaria para construir la central. De acuerdo con la International Energy Agencia (IEA), el costo por kW se incrementa entre un 35 y un 70%, mientras que la eficiencia se penaliza entre 8 y 11%, dependiendo de la alternativa de CAC utilizada y el tipo de central que la implemente.

La captura y almacenamiento de carbono es un camino que debe ser recorrido con sumo rigor. Si bien el objetivo de reducción de emisiones de carbono es más que loable, la urgencia en mitigar el cambio climático, y el posible interés económico vinculado al CAC, no deben empañar la meta última, que es alcanzar la sustentabilidad, más allá de cualquier combustible fósil y minimizando el impacto sobre el medio ambiente.

Fuentes:Wikipedia|IPCC| IEA Greenhouse Gas R&D Programme|GreenFacts

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