Cambio Climático

Captura y Almacenamiento de CO2

 

El dióxido de carbono (CO2) es el gas de efecto invernadero que más contribuye al calentamiento global del planeta. En los dos últimos siglos, su concentración atmosférica ha aumentado de forma considerable, principalmente a causa de actividades humanas como la quema de combustibles fósiles. Una de las opciones para reducir las emisiones de CO2, es almacenarlo en el subsuelo. Esta técnica se denomina Captura y Almacenamiento de Carbono (CAC) y, durante este siglo, podría jugar un papel significativo en la reducción de las emisiones de gases a efecto invernadero, aunque todavía quedan muchas cuestiones por resolver antes de que estas técnicas se extiendan a gran escala.

El consenso científico considera la captura y almacenamiento de carbono como una de las principales opciones para reducir las emisiones de CO2. Si se extendiera esta tecnología, según el informe especial sobre Captura y Almacenamiento de dióxido de Carbono del Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) los costes asociados a la estabilización de la concentración atmosférica de los gases de efecto invernadero se verían reducidos, como mínimo, en un 30%.

Dicho informe considera la CAC como una de las opciones de la cartera de medidas de mitigación para la estabilización de las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero. Otras opciones de mitigación comprenden la mejora de la eficiencia energética, la preferencia de combustibles que dependan menos intensivamente del carbono, la energía nuclear, las fuentes de energía renovables, el perfeccionamiento de los sumideros biológicos y la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero diferentes del CO2. La CAC tiene la capacidad potencial de reducir los costos generales de la mitigación y aumentar la flexibilidad para lograr la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. La aplicación generalizada de la CAC dependerá de la madurez tecnológica, los costos, el potencial global, la difusión y la transferencia de la tecnología a los países en desarrollo y su capacidad para aplicar la tecnología, los aspectos normativos, las cuestiones ambientales y la percepción pública.

La mayor parte de los escenarios del uso de energía mundial prevé un aumento sustancial de las emisiones de CO2 a lo largo de este siglo si no se adoptan medidas específicas para mitigar el cambio climático. Asimismo, sugieren que el suministro de energía primaria seguirá estando dominado por los combustibles fósiles hasta, al menos, mediados de siglo. La magnitud de la reducción de emisiones necesaria para estabilizar la concentración atmosférica de CO2 dependerá tanto del nivel de las emisiones futuras como del objetivo perseguido para la concentración de CO2 a largo plazo: cuanto más bajo sea el objetivo de estabilización y más altas sean las emisiones de la línea de base, mayor será la reducción de emisiones de CO2 necesaria. El Tercer Informe de Evaluación (TIE) del IPCC establece que, según el escenario que se considere, a lo largo de este siglo habría que evitar las emisiones acumulativas de cientos, o incluso miles, de gigatoneladas de CO2 para estabilizar la concentración de CO2 a un nivel de entre 450 y 750 ppmv2. El TIE también constata que “la mayoría de los resultados de los modelos indican que las opciones tecnológicas conocidas podrían permitir alcanzar muy diversos niveles de estabilización del CO2 atmosférico”, pero que “ninguna opción tecnológica podrá lograr por sí sola las reducciones de emisiones necesarias”. Más bien, se necesitará una combinación de medidas de mitigación para lograr la estabilización. Esas opciones tecnológicas conocidas pueden aplicarse a la estabilización, si bien el TIE advierte que “para poner en práctica estas opciones habría que introducir cambios socioeconómicos e institucionales conexos”.

Qué es la CAC

 

Esta técnica consiste en capturar el CO2 producido en las centrales eléctricas o plantas industriales, y luego almacenarlo por un largo periodo de tiempo, ya sea en formaciones geológicas del subsuelo o en otros materiales. No debe confundirse con el secuestro de carbono, que consiste en eliminar el carbono presente en la atmósfera mediante procesos naturales como el crecimiento de bosques.

El dióxido de carbono (CO2) podría capturarse en las centrales eléctricas o plantas industriales que emiten grandes cantidades de este gas. En cuanto a las fuentes de emisión pequeñas o móviles, como los sistemas domésticos de calefacción o los automóviles, no son convenientes para la captura de CO2.

Potencialmente se podría capturar una parte importante del CO2 producido por las centrales eléctricas que usan combustibles fósiles. En 2050, esto podría representar del 21 al 45% del total de las emisiones de CO2 derivadas de las actividades humanas.

Para capturar el dióxido de carbono es preciso empezar por separarlo de los demás gases resultantes de los procesos industriales o de combustión. Existen tres técnicas para las centrales eléctricas: postcombustión, precombustión y oxicombustión. Una vez capturado el CO2 deberá purificarse y comprimirse, para luego poder ser transportado y almacenado.

Es posible reducir entre un 80 y un 90 % las emisiones de CO2 generadas por centrales eléctricas nuevas, pero aumentaría los costes de producción de electricidad entre un 35 y un 85%. Por norma general, el precio por tonelada de CO2 capturada es más bajo para los procesos industriales que producen una corriente de CO2 relativamente pura.

El CO2 debe ser transportado hacia el lugar de almacenamiento, salvo que éste se encuentre directamente debajo de la fuente de emisión. En EEUU, el transporte ya se hace a través de gasoductos desde los años 1970. También puede efectuarse mediante barcos parecidos a los que transportan el gas licuado derivado del petróleo (GLP).

Sea cual sea el medio de transporte utilizado, los costes dependen de la distancia y de la cantidad de CO2 transportada. En el caso de los gasoductos, el transporte es más caro cuando pasa por zonas de agua, de fuerte congestión o de montaña.

 

“El consenso científico considera la captura y almacenamiento de carbono como una de las principales opciones para reducir las emisiones de CO2. Si se extendiera esta tecnología, según el informe especial sobre Captura y Almacenamiento de dióxido de Carbono del IPCC, los costes asociados a la estabilización de la concentración atmosférica de los gases de efecto invernadero se verían reducidos, como mínimo, en un 30%”.

Almacenamiento

 

El CO2 comprimido puede inyectarse en las formaciones rocosas porosas del subsuelo mediante muchos de los métodos que actualmente se utilizan en las industrias del gas y del petróleo. Los tres grandes tipos de almacenamiento geológico son las reservas agotadas de gas y petróleo, los acuíferos salinos y los lechos de carbón inexplotables. El CO2 puede retenerse físicamente, por ejemplo, bajo una capa rocosa hermética, o en los espacios porosos del interior de la roca. Asimismo, puede retenerse químicamente al disolverse con agua y reaccionar con las rocas que le rodean. En este tipo de reservas, el riesgo de fugas es más bien reducido.

El almacenamiento de CO2 en formaciones geológicas es la opción más barata y más aceptable desde el punto de vista medioambiental.

En cuanto al almacenamiento en los océanos, a causa de sus consecuencias medioambientales, algunos expertos ya no la consideran como una opción aceptable. Los océanos pueden almacenar CO2 ya que este gas es soluble en el agua. Cuando aumenta la concentración atmosférica de CO2, los océanos también retienen, gradualmente, una cantidad mayor de CO2. Así, el CO2 capturado podría inyectarse directamente en las profundidades oceánicas y su mayor parte permanecería allí durante siglos.

Sin embargo, la inyección de CO2 en los océanos puede perjudicar a los organismos marinos que se encuentran en las proximidades del lugar de inyección. Además, se teme que la inyección de grandes cantidades pueda afectar, progresivamente, al océano en su totalidad.

Gracias a un proceso llamado carbonatación mineral, el CO2 puede transformarse en una forma sólida mediante una serie de reacciones químicas con ciertos minerales disponibles de forma natural en el ecosistema. Este proceso es muy lento cuando se produce de forma natural. Estas reacciones químicas pueden acelerarse y utilizarse a escala industrial para almacenar artificialmente el CO2 en los minerales. Ahora bien, al requerir una gran cantidad de energía y de minerales, esta tecnología representa la opción menos rentable.

Técnicamente es posible utilizar el CO2 capturado en aquellas industrias que fabrican productos como los fertilizantes. Pero su repercusión en las emisiones de CO2 sería muy limitada, ya que la mayor parte de estos productos liberan rápidamente su contenido de CO2 en la atmósfera.

Rentabilidad de las distintas opciones

 

Aunque permanezcan grandes incertidumbres, se espera que la captura y el almacenamiento de carbono aumente los costes de producción de electricidad de un 20 a un 50%. En un sistema completamente integrado que incluye la captura, el transporte, el almacenamiento y la supervisión del carbono, los procesos de captura y compresión serían los más costosos, según el informe citado anteriormente. Por norma general, se evalúa que el almacenamiento geológico es más barato que el almacenamiento oceánico, siendo la carbonatación mineral la tecnología más costosa. Los costes totales dependerán tanto de las elecciones tecnológicas como de otros factores, como la localización o los costes derivados del consumo de combustible o electricidad. La captura y almacenamiento del CO2 generado por ciertos procesos industriales, tales como la producción de hidrógeno, pueden ser menos costosos que para las centrales eléctricas, pero las oportunidades son escasas.

Todavía faltan métodos capaces de estimar las cantidades de emisiones de gases de efecto invernadero reducidas, evitadas o eliminadas de la atmósfera. Mientras que una tonelada de CO2 almacenada de forma permanente ofrece las mismas ventajas que una tonelada de CO2 no emitida, una tonelada de CO2 almacenada de forma temporal proporciona muchos menos beneficios.

Los métodos actualmente disponibles para los inventarios nacionales sobre las emisiones de gases de efecto invernadero, podrían adaptarse para integrar los sistemas de captura y almacenamiento de CO2. Sin embargo, todavía quedan algunas cuestiones por resolver mediante iniciativas políticas de índole nacional e internacional.

 

“El almacenamiento de CO2 en formaciones geológicas es la opción más barata y más aceptable desde el punto de vista medioambiental”.

Simposio Internacional sobre Captura y Almacenamiento de CO2

 

Un centenar de expertos participaron en Sevilla, el pasado mes de diciembre, en el Simposio Internacional sobre Captura y Almacenamiento de CO2 en el que se debatió sobre la aplicación de este sistema innovador a la industria para reducir la emisión de gases de efecto invernadero. El foro estuvo organizado por el Consorcio Estratégico Nacional en Investigación Técnica del CO2 (CENIT CO2), patrocinado por la Asociación Española de CO2 (AEC02). El programa CENIT cuenta con un presupuesto de 20 millones de euros, de los cuales 9,5 están financiados por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial, dependiente del Ministerio de Ciencia e Innovación. El CENIT contempla la financiación de grandes proyectos de investigación industrial que aceleren el desarrollo de tecnologías avanzadas para la reducción en la emisión de gases de efecto invernadero, tecnologías que puedan suponer una ventaja competitiva de futuro para la industria y empresas españolas. El consorcio está liderado por Endesa Generación, con la colaboración de Unión Fenosa y con la participación de otros 12 socios industriales y 16 organismos de investigación.

Javier Alonso Martínez, responsable de I+D+i de Unión FENOSA y vicepresidente de la Plataforma Tecnológica de C02 (PTEC02), señala que “en opinión de esta plataforma, tanto la captura y almacenamiento de dióxido de carbono como la eficiencia energética y el uso de energías renovables serían imprescindibles para abordar el cambio climático”. “En España se está avanzando en este campo a través de varias iniciativas de índole general, como son la PTEC02 y la AECO2, cuyo objetivo es contribuir a la reducción de emisiones de dióxido de carbono, de manera que España cumpla con los compromisos adquiridos en el Protocolo de Kioto a través de la captura y almacenamiento y, a la vez, potenciando que el tejido industrial español aproveche el desarrollo que estas tecnologías pueden aportar”, añade.

“Más allá de estas iniciativas globales, se desarrollan también otras de I+D+i con el objeto de avanzar en las tecnologías de captura y almacenamiento de C02 y se están proponiendo dos líneas para lograr tener una demostración a escala de plantas de producción eléctrica hacia el año 2015. Los líderes son Endesa y Unión FENOSA. Estas dos propuestas, de llevarse a cabo, se integrarían en el Programa Europeo de Plantas de Demostración Flagship Programme que desarrollado por la Unión Europea”.

En definitiva, “consideramos que en España, en estos momentos, es clave avanzar en todos los temas de almacenamiento y captura y asegurar con ello la viabilidad futura de esta tecnología”, concluye.

Fuerte apoyo al almacenamiento de carbono

 

El Pleno del Parlamento Europeo aprobó el pasado mes de noviembre un informe que pide la concesión de ayudas, antes de 2015, para crear hasta 12 centrales destinadas a dotar de tecnologías CAC a instalaciones que utilicen combustibles fósiles para la producción de electricidad con carácter comercial. Este voto se llevó a cabo en referencia a la Comunicación “Apoyar la demostración temprana de la producción sostenible de electricidad a partir de combustibles fósiles”, presentada por la Comisión Europea el pasado enero, dentro del paquete cambio climático y energía.

La dependencia de varios países de sus reservas carboníferas puede durar hasta el próximo siglo, por lo que deberán ser explotadas. Pero esta tecnología permitiría, sólo en la UE y según algunos modelos, una reducción del 18-20% de los niveles globales de emisión de CO2 actuales en 2050. En el informe parlamentario, se mantiene que con la construcción de estas centrales se lograría luchar contra el cambio climático y se avanzaría en la consecución de los objetivos de seguridad del suministro. Las inversiones necesarias para poder comercializar la captura y almacenamiento del CO2 son muy importantes, del orden de miles de millones de euros, que deben consagrarse a investigación y la demostración temprana para que pueda hacerse una implantación a escala comercial.

Los diputados afirman que las medidas propuestas por la Comisión no son suficientes para crear los incentivos necesarios para la construcción de estas centrales antes de 2015 y por ello abogan por elaborar un “compromiso financiero directo”. Piden al Ejecutivo europeo que presente un presupuesto del coste de cada central, con el reparto de financiación pública y privada, y proponen que los recursos del Instrumento de Financiación del Riesgo Compartido (IFRC) se asignen a las instalaciones de demostración de CAC para que así se disponga de recursos inmediatos para apoyar estos proyectos. También piden la asignación de derechos anticipados del Sistema Europeo de Comercio de Emisiones para la producción con tecnologías CAC. Por último, el Parlamento señala que tiene que crearse un marco legislativo y la base necesaria para los procedimientos de autorización para el transporte y almacenamiento de CAC a nivel nacional y regional.

 

“La dependencia de varios países de sus reservas carboníferas puede durar hasta el próximo siglo, por lo que deberán ser explotadas. Pero esta tecnología permitiría, sólo en la UE y según algunos modelos, una reducción del 18-20% de los niveles globales de emisión de CO2 actuales en 2050”.

Fuentes:

La captación y Almacenamiento de dióxido de carbono, informe especial del IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático)

Simposio Internacional sobre Captura y Almacenamiento de C02, Sevilla, diciembre de 2008.

 

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