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Captura de CO2 para mitigar los efectos del cambio climático

Captura de CO2 para mitigar los efectos del cambio climático


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La captura y almacenamiento de dióxido de carbono (CO2), también llamado secuestro, es un proceso que consiste en separar el compuesto de las fuentes industriales y energéticas, transportarlo a un lugar donde será almacenado y aislarlo a largo plazo. El carbono puede capturarse antes o después de la combustión.

La captura de carbono como forma de mitigar los efectos del calentamiento global sigue siendo una tecnología con muchas preguntas sin respuesta, para que sea viable, desde el punto de vista económico como ambiental.

El conocimiento de las implicaciones del cambio climático generado por las actividades humanas ha crecido rápidamente durante los últimos años. Este conocimiento ha impulsado la investigación sobre opciones para mitigar los posibles impactos de las emisiones de carbono en el medio ambiente.

RELACIONADO: LOS CIENTÍFICOS CREEN QUE NECESITAREMOS TECNOLOGÍA DE CAPTURA DE CARBONO PARA 2030

La captura y almacenamiento de dióxido de carbono se presentan como una opción en la lista de acciones para reducir o estabilizar el aumento de las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero. Otras opciones incluyen reducciones en el crecimiento, mejoras en la eficiencia energética, el cambio a combustibles menos intensivos en carbono, el uso de fuentes de energía renovables y la reducción de las emisiones de otros gases de efecto invernadero, entre otras.

Un ejemplo de esta actividad de investigación y recopilación de información fue la octava sesión del grupo de trabajo III del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC), que tuvo lugar en Montreal en septiembre de 2005. Este grupo de trabajo, como parte del IPCC, es responsable para evaluar la información disponible sobre cambio climático.

Sus actividades se centran en los aspectos científicos, técnicos, ambientales y económicos y sociales de la mitigación del cambio climático.

La captura de carbono viene con una buena cantidad de problemas

Este artículo intenta explorar algunos de los problemas asociados con la captura y almacenamiento de CO2. Al contrario de lo que espera la industria, especialmente la industria del carbón, la disponibilidad de tecnología de captura de carbono no puede utilizarse como excusa para seguir quemando combustibles fósiles.

Los inconvenientes de la tecnología incluyen la incapacidad de modernizar las plantas más antiguas para permitir la captura previa a la combustión, que es mucho más eficiente que la captura posterior a la combustión; la posibilidad de fugas de las instalaciones de almacenamiento; los altos costos energéticos del proceso; y los altos costos de utilizar los procesos de captura de carbono existentes.

Sin embargo, a pesar de estos inconvenientes, la captura y el almacenamiento de CO2 todavía se presentan como una opción con el potencial de ayudar a reducir la cantidad total de emisiones de gases de efecto invernadero. Se espera que la viabilidad de su uso dependa de la madurez técnica, los costos, el potencial total, la difusión y transferencia de tecnología a los países en desarrollo, los aspectos legales así como las condiciones ambientales.

Su uso también podría depender significativamente de la opinión pública y de la voluntad de las personas de pagar más por su energía.

Sin embargo, todavía está lejos de ser la solución definitiva a los problemas climáticos. Un problema con el secuestro de carbono es con los planes para almacenar el CO2 bajo el océano. Algunos expertos creen que el CO2 recuperado se puede verter directamente en el océano, a profundidades superiores a 11,482 pies (3500 metros). La teoría es que el CO2 se comprimirá y caerá al fondo del océano. Sin embargo, el almacenamiento de carbono en los océanos está en gran parte sin probar y es difícil probarlo sin poner en riesgo la seguridad de la vida marina.

Otra opción de almacenamiento, llamada secuestro geológico, inyecta CO2 en formaciones rocosas subterráneas debajo de la superficie de la Tierra. Estos reservorios naturales tienen rocas superpuestas que forman un sello, manteniendo el gas contenido. Los investigadores también han descubierto que cuando se inyecta CO2 en el basalto, eventualmente se convierte en piedra caliza, convirtiendo esencialmente el CO2 en roca.

Los depósitos de petróleo y gas ya se utilizan para almacenar CO2, ya que consisten en capas de formaciones rocosas porosas que ya han atrapado petróleo y gas. Sin embargo, el carbono secuestrado en los reservorios, particularmente en las minas de carbón en desuso, puede liberarse a través de grietas y luego volver a entrar a la atmósfera.

De hecho, las técnicas para capturar carbono se han utilizado durante mucho tiempo como un subproducto de los procesos industriales y para mejorar la recuperación de petróleo y gas.

En la captura de carbono posterior a la combustión, el CO2 se captura después de que se quema el combustible fósil. La quema de combustibles produce gases, incluidos CO2, vapor de agua, dióxidos de azufre y óxidos de nitrógeno. El CO2 se separa y captura de estos gases. Este proceso ya se utiliza para eliminar el CO2 del gas natural y se puede realizar modernizando plantas de energía más antiguas, utilizando un filtro para atrapar los gases.

Este proceso ya se utiliza para eliminar el CO2 del gas natural y se puede realizar modernizando plantas de energía más antiguas, utilizando filtros de membrana para atrapar los gases. Estos filtros actúan como un solvente que absorbe el dióxido de carbono de los gases.

Luego, el filtro se calienta para liberar vapor de agua de la mezcla, dejando CO2. La captura posterior a la combustión puede prevenir hasta 80 a 90 por ciento de las emisiones de carbono de una planta de energía, pero es un proceso muy intensivo en energía, que requiere tanto como 40 por ciento de la energía total de las centrales.

En la captura de carbono antes de la combustión, el CO2 queda atrapado antes de que se queme el combustible fósil. El combustible se calienta primero en presencia de oxígeno puro para formar gas de síntesis, también conocido como gas de síntesis, que es una mezcla de hidrógeno, monóxido de carbono, CO2 y cantidades más pequeñas de metano.

Luego, esta mezcla se somete a un proceso de conversión catalítica mediante la reacción de agua y gas para producir un gas que consta de hidrógeno y dióxido de carbono.

Por lo general, se utiliza un solvente químico llamado amina para eliminar el CO2 del gas. La solución de amina se une al CO2, lo que hace que la mezcla sea más pesada y hace que el hidrógeno suba por el recipiente.

El proceso de separación deja la mezcla de amina-CO2 en el fondo mientras que el gas hidrógeno se recoge de la parte superior del recipiente y se utiliza como combustible para la combustión.

Esta mezcla de disolvente y CO2 se calienta aún más, lo que hace que el CO2 se eleve y se recolecte para su compresión y secuestro. La solución de amina, al ser más pesada, se recoge en el fondo para su reutilización.

Este proceso captura una concentración mucho más alta de CO2 que la postcombustión y tiene un costo menor, pero no se puede usar con plantas de energía más antiguas.

Un secuestro caro

Usando la tecnología actual, los costos de secuestro se estiman en cualquier lugar entre $ 100 y $ 300 dólares por tonelada de emisiones de carbono que se evitan. Además de eso, según las estimaciones, la captura de CO2 representa solo las tres cuartas partes del costo total de secuestro.

Los costos de almacenamiento, transporte y monitoreo deben sumarse al costo total. Además, agregar las tecnologías existentes para la captura de CO2 a un proceso de producción de electricidad podría significar un incremento en el costo de la electricidad entre 2,5 y 4 centavos por kWh, dependiendo del tipo de proceso.

Debemos tener en cuenta que el costo actual de producción de electricidad para una nueva planta de gas de ciclo combinado se encuentra generalmente entre 3 y 5 centavos por kWh, mientras que oscila entre 4 y 5 centavos para una planta de carbón supercrítica más moderna.

Desarrollos en las tecnologías de captura de carbono

También se están probando otros tipos de tecnología de captura de carbono. Por ejemplo, una startup en Huntsville, Alabama, está utilizando ventiladores gigantes colocados en contenedores de transporte para extraer aire sobre los filtros que atrapan el dióxido de carbono del aire exterior.

En las pruebas iniciales, los fanáticos capturaron aproximadamente 4000 toneladas de dióxido de carbono cada año, aproximadamente el mismo que emite 870 vehículos. El proyecto está dirigido por Global Thermostat, que es una startup que se especializa en la captura directa de aire.

Si se amplía y se combina con un almacenamiento eficiente de carbono, la captura directa de aire podría ayudar a reducir los peores efectos del cambio climático. La captura directa de aire también está siendo desarrollada por otras empresas, como Carbon Engineering, con sede en Columbia Británica.

Sin embargo, algunos investigadores climáticos criticaron la captura directa de aire, argumentando que aún no se ha demostrado que funcione a escala y que es una distracción de la solución real de limitar el crecimiento, dando a las empresas y países una excusa para evitar reducir las emisiones directamente. Otros señalan que se seguirá necesitando algún tipo de tecnología de captura de carbono, incluso si hacemos todo lo posible para reducir y capturar las emisiones.

Una empresa suiza, Climeworks, ha adoptado un enfoque diferente al desarrollar formas de utilizar el CO2 capturado y comprimido como fertilizante para cultivar cultivos en invernaderos.

La empresa quisiera capturar 1 por ciento de las emisiones globales anuales de dióxido de carbono para 2025.

Las estadísticas muestran que en 2019, la concentración de CO2 en la atmósfera se ha registrado en 415 partes por millón. Este es el más alto que jamás haya existido, lo que es un testimonio de la urgencia de tales desarrollos.

Ultimas palabras

El cambio climático es un problema que se agranda día a día. Dicho esto, la captura y el almacenamiento de carbono pueden ser una forma prometedora de ayudar a mitigar algunos de estos problemas a largo plazo, junto con otros cambios sistémicos.


Ver el vídeo: Cambio climático y Efecto invernadero (Julio 2022).


Comentarios:

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