Si el último informe del IPCC nos ha dicho algo, es que es hora de enfrentar el cambio climático ahora mismo. Y aunque reducir la cantidad de combustibles fósiles que usamos es absolutamente crucial, no hay duda de que parte del dióxido de carbono en nuestra atmósfera tendrá que ser absorbido de una forma u otra. Ahí es donde entran en juego la captura y el secuestro de carbono.
La captura y el secuestro de carbono, a menudo denominado CCS, es el proceso mediante el cual el CO2 se puede succionar de fuentes como las chimeneas de las centrales eléctricas o, en algunos casos, incluso de la atmósfera a través de la captura directa de aire. Luego, el carbono se bloquea de forma permanente, a menudo bajo tierra, a través del secuestro.
Sin embargo, existe otra ruta potencial para capturar dióxido de carbono: reutilizarlo para otro producto. Y en un mundo donde las economías circulares basadas en la reutilización de la mayor cantidad de material posible son necesarias, muchos están explorando una segunda vida para las emisiones de gases de efecto invernadero.
“La captura de carbono es definitivamente una forma en que podemos eliminar el CO2 de la atmósfera”, dice Daniel Sánchez, especialista adjunto de extensión cooperativa en el departamento de ciencias, políticas y gestión ambiental de UC Berkeley. “Sin embargo, podemos hacer mucho más con él. Podemos reducir las emisiones y podemos reciclar las emisiones”.
Pero todavía hay muchas preguntas sobre cómo se puede reutilizar el dióxido de carbono y si realmente vale la pena para el clima.
Captura y utilización de carbono, explicadas
En 2017, un grupo de investigadores descubrió que para mantenerse por debajo de un aumento de 2 grados centígrados por encima de las temperaturas preindustriales para 2050, el mundo tendría que evitar emitir alrededor de 800 gigatoneladas de carbono durante las próximas tres décadas. Incluso con reducciones de emisiones, una porción de alrededor de 120 a 160 gigatoneladas de CO2 tendrá que ser secuestrado hasta 2050, y más aún después.
Sin embargo, no hay muchos incentivos económicos para enterrar montones y montones de carbono en las profundidades de la tierra o el mar. Ingrese la captura y utilización de carbono (CCU), que convierte esos gases desechados en productos vendibles.
Hay varias formas en que el carbono capturado podría comercializarse y reutilizarse, comenzando con el uso directo o la no conversión. Este es un método en el que el dióxido de carbono no se altera químicamente. Algunas formas comunes de uso directo son por canalizando el gas a los invernaderos, concentrándolo como fertilizantesy convertirlo en un solvente para descafeinar o Limpieza en seco.
Pero la forma más común de reutilizar el dióxido de carbono sin conversión es a través de la recuperación mejorada de petróleo. La recuperación mejorada de petróleo (EOR, por sus siglas en inglés) es el proceso mediante el cual se inyecta dióxido de carbono en un campo petrolero existente para, a través de una mayor presión, expulsar aún más petróleo. (El mundo produce 500.000 barriles de petróleo cada día
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Más allá de usar dióxido de carbono tal cual, las emisiones se pueden convertir en productos como metano, metanol, gasolina, polímeros plásticos, cemento y concreto. En algunos casos, el carbono capturado en estos productos se puede mantener fuera de la atmósfera durante, en teoría, siglos.
Pero no importa cómo se utilice el carbono capturado, es probable que esas emisiones regresen algún día a la atmósfera, lo que ha generado un gran debate sobre si estas tecnologías deberían usarse contra el cambio climático y cómo.
El debate sobre el uso de CCU contra el cambio climático
El mes pasado, un estudio publicado en la revista En la tierra desglosó el ciclo de vida de las emisiones y la preparación de la tecnología de docenas de rutas diferentes de CCU para determinar si alguna podría cumplir los objetivos globales de reducir a la mitad las emisiones de carbono para 2030 y llegar a cero neto para 2050. Después de considerar de dónde proviene el dióxido de carbono (atmosférico, biogénico o de origen natural a partir de plantas, combustibles fósiles o una combinación de combustibles biogénicos y fósiles) y en qué se convirtió (uso directo, combustibles y productos químicos, carbonatos minerales y materiales de construcción, o recuperación mejorada de hidrocarburos), solo un puñado de Los métodos cumplieron con las condiciones del Acuerdo de París de 2030. Solo uno funcionaría con el punto de referencia de 2050.
Lo que los investigadores encontraron es que las tecnologías que se alinearon con los objetivos para 2030 están utilizando dióxido de carbono de una planta de biogás para enriquecer los invernaderos agrícolas, dióxido de carbono biogénico para fabricar materiales de construcción, gas de combustión capturado directamente para, nuevamente, fabricar materiales de construcción y oxígeno básico. gas de horno para producir urea, que se puede utilizar en fertilizantes y productos comerciales. Mientras tanto, EOR solo alcanza los objetivos de París en las circunstancias muy específicas que CO2 se utiliza directamente y que no se producen más de dos barriles de petróleo por tonelada de carbón inyectado.
“Solo hay muy pocas de estas rutas CCU que sean compatibles en 2030, o porque no estén listas a tiempo”, dice Kleijne de Kleijne, autora del estudio y estudiante de doctorado en la Universidad Radboud Nijmegen en los Países Bajos. “Todavía están en un bajo nivel de madurez tecnológica”.
Pase a la visión del Acuerdo de París para 2050, y solo un tipo de CCU hace el corte: bloques de construcción que utilizan una corriente purificada de CO biogénico2. “Porque CO2 no se almacena permanentemente en combustibles o productos químicos, estos productos solo pueden ser estrictamente compatibles con París cuando el CO2 es de origen biogénico o atmosférico y las emisiones cero están asociadas a los procesos de captura y conversión”, escriben los autores.
Pero los objetivos de París son increíblemente difíciles de cumplir, dice Sánchez. Teniendo en cuenta lo difícil que será en general para el mundo mantener el cambio climático por debajo de un aumento de 1,5 grados centígrados, y qué tan lejos de la pista estamos actualmente, el listón está extremadamente alto.
“[CCU] puede sustituir a otras alternativas intensivas en combustibles fósiles. Puede ayudarnos a reducir las emisiones, pero no elimina el carbono de la atmósfera”, dice Sánchez. “Mantiene el carbono en la economía”. Sin almacenamiento a largo plazo, señala, es prácticamente imposible llegar a cero emisiones.
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Hay otros dos argumentos principales para encender CCU. Una es que al reciclar el dióxido de carbono para usos para los que normalmente recurriríamos a los combustibles fósiles, estamos manteniendo más combustibles fósiles enterrados en las profundidades de la tierra y fuera de la atmósfera.
Teniendo en cuenta cuántas industrias están teniendo dificultades para descarbonizarse rápidamente, parece aún más importante encontrar formas de mantener viva la economía sin toda la degradación ambiental de desenterrar más combustibles fósiles. Una estudio en el diario Naturaleza el año pasado mostró que para tener incluso una probabilidad de 50-50 de cumplir con los objetivos del Acuerdo de París, el 58 por ciento del petróleo, el 59 por ciento del gas fósil y el 89 por ciento del carbón en todo el planeta deben permanecer bajo tierra. “Una mayor inversión en la extracción de combustibles fósiles no es compatible [with mitigating climate change]como lo muestra esta investigación”, dijo Steve Pye, coautor e investigador de sistemas de energía del University College London. ciencia pop en septiembre.
La segunda razón es que incluso si pudiéramos convertir la energía mundial en casi cero neto de la noche a la mañana, probablemente seguiríamos dependiendo de la captura y el secuestro de carbono para extraer el carbono existente de la atmósfera para mantener el clima bajo control (el CO atmosférico actual2 los niveles son de 419,03 partes por millón, en comparación con los niveles preindustriales de alrededor de 260 a 270 partes por millón). En algunos casos, la CCU se puede utilizar como trampolín hacia una tecnologías de secuestro de carbono.
“Hay una conversación realmente interesante y más matizada que se puede tener en torno a [CCU]”, dice Sánchez. “Tal vez la red de todas las emisiones positivas y todas las emisiones negativas deba ser menor o igual a cero. Pero no todos [technology] tiene que ser igual a cero.”