El futuro de captura y almacenamiento de carbono se ve brillante
Su capacidad para eliminar el uso de combustibles fósiles tiene el potencial de reducir drásticamente el calentamiento global. Pero, ¿cuáles son los elementos clave que impulsarán esta tecnología?
Captura de precombustión
La captura y almacenamiento de precombustión, también conocida como CCUS, es una tecnología nueva y prometedora para reducir las emisiones de carbono en la industria energética.
Esta tecnología se utiliza para secuestrar dióxido de carbono en combustibles fósiles antes de que se quemen. En el proceso, el combustible se divide en hidrógeno y CO2, que luego se extrae para su almacenamiento o reutilización.
La aplicación más común de CCUS es en la industria de generación de energía. Sin embargo, una serie de procesos industriales también son posibles con esta tecnología.
En comparación con la captura de poscombustión, la captura de precombustión ofrece una mayor eficiencia y menores requisitos de energía. Es especialmente útil para las centrales de carbón de última generación. Aunque esta tecnología requiere una inversión de capital adicional, es una opción rentable para fuentes de emisión grandes y estacionarias.
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La captura de precombustión puede implementarse en plantas de energía de nueva construcción o adaptarse a plantas existentes. Usando esta tecnología, el CO2 se separa del gas de combustión usando un solvente químico.
Una vez que se ha regenerado el disolvente, la mezcla se pasa por un separador para eliminar el CO2 del gas. Una vez que se separan los gases de escape, se pueden transportar por tubería o por barco a los sitios de almacenamiento.
Otra ventaja de utilizar un sistema de captura de precombustión es la capacidad de transportar el CO2 capturado a lugares de almacenamiento subterráneos.
Este método se puede utilizar en yacimientos de carbón o campos petrolíferos agotados. Estos sitios de almacenamiento geológico tienen la ventaja de ser porosos, lo que los convierte en una opción viable para el almacenamiento permanente de CO2.
Opciones y tecnologías de almacenamiento
Existen una serie de tecnologías para elegir al decidir sobre el mejor método de almacenamiento de CO2 para una instalación en particular. Algunos de estos incluyen almacenamiento de líquidos, almacenamiento geológico y almacenamiento sólido. Todas estas opciones se pueden implementar para ayudar a reducir el calentamiento global. Para estos últimos, las formaciones salinas y los yacimientos de petróleo son muy adecuados para el almacenamiento.
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Varias otras opciones potenciales de almacenamiento incluyen el uso del almacenamiento geológico de CO2 en un depósito o acuífero. La principal desventaja de almacenar CO2 en estos lugares es el costo de transportar el gas capturado al lugar.
Las tecnologías de captura y almacenamiento de CO2 más desarrolladas se están probando a pequeña escala, pero aún queda mucho trabajo por hacer para demostrar plenamente su eficacia.
El transporte
Dado que el CO2 se puede almacenar en forma líquida, gaseosa y sólida, se puede transportar por tubería o por barco. Actualmente se están desarrollando varias tecnologías, incluidas membranas y adsorbentes sólidos.
El dióxido de carbono se puede transportar por barco, tubería o tierra. También se puede almacenar en acuíferos salinos profundos o en lechos de carbón agotados. Dependiendo de la ubicación de almacenamiento, el CO2 puede almacenarse permanentemente o reutilizarse para mejorar la recuperación de petróleo.
Formaciones geologicas
El almacenamiento de CO2 en formaciones geológicas profundas es un tema importante en el debate sobre la captura y almacenamiento de carbono. Las formaciones geológicas se han utilizado para almacenar petróleo y gas durante millones de años, y también tienen el potencial de almacenar CO2.
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Varias ubicaciones potenciales de almacenamiento incluyen: carbonatación mineral, acuíferos salinos profundos, cuencas de esquisto y campos de gas. Además, hay varios proyectos a escala piloto que se han llevado a cabo en todo el mundo.
Acuíferos Salinos Profundos
Acuíferos salinos profundos tienen la mayor capacidad de almacenamiento de CO2. Son formaciones rocosas porosas infundidas con salmuera y pueden abarcar grandes volúmenes bajo tierra. No son ideales para fines industriales.
Los acuíferos salinos ofrecen una forma más directa de almacenar CO2 que otros métodos de secuestro geológico. Sin embargo, han sido menos estudiados que otros posibles sitios de almacenamiento. Por lo tanto, un sistema de almacenamiento eficaz debe basarse en una combinación de mecanismos de captura físicos y geoquímicos.
Mecanismo de sellado
Hay cuatro mecanismos principales que evitan que el CO2 escape del sitio de almacenamiento. Estos incluyen trampas estructurales, físicas, geoquímicas y residuales.
Estos cuatro mecanismos deben estar presentes para evitar la migración de CO2. Como resultado, la efectividad de un proceso de secuestro geológico depende del efecto combinado de todos estos mecanismos.
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Capacidad e integridad
Algunas de las características más importantes de un sitio de almacenamiento son la capacidad y la integridad del recurso de almacenamiento. Una capacidad adecuada asegura que el sitio tenga el volumen de poros necesario para un almacenamiento seguro. También permite mantener las tasas de inyección adecuadas. Asimismo, la presencia de suficiente contención y permeabilidad son vitales.
Los proyectos a escala piloto generalmente están diseñados para probar la viabilidad de un método particular de captura y almacenamiento de CO2. Tales esfuerzos proporcionan una gran cantidad de información sobre los procesos involucrados en el almacenamiento geológico. Además, pueden responder preguntas que son de interés para los posibles usuarios de dicha tecnología.
Si bien el costo de capturar CO2 es prohibitivo, los ingresos de la producción de petróleo pueden compensar los costos de almacenamiento. Además, si el sitio de almacenamiento es geológico, está regulado por las leyes nacionales y los riesgos para los seres humanos y el medio ambiente se minimizan mediante sistemas de medición apropiados.
Captura de aire directa
Captura directa de aire (DAC) es una tecnología emergente para la eliminación de CO2 de la atmósfera. En este método, las moléculas de CO2 quedan atrapadas en una solución de hidróxido de potasio no tóxica que fluye sobre superficies plásticas delgadas.
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Este proceso secuestra el CO2 del aire, lo que resulta en la captura de cientos de toneladas de CO2 por año. El carbono capturado luego se recicla para su reutilización en la solución de captura original.
Actualmente, la captura directa de aire se está implementando en plantas a pequeña escala en Canadá y Estados Unidos. La primera planta DAC a gran escala estará operativa en la cuenca del Pérmico en el suroeste de EE. UU. a mediados de la década de 2020. Estas instalaciones tienen una capacidad de captura de hasta un millón de toneladas de CO2 al año.
El despliegue a gran escala de DAC es posible en áreas donde el suministro de energía es abundante y barato. Por ejemplo, en los Estados Unidos, una instalación de procesamiento de gas natural comenzó a suministrar dióxido de carbono a los campos petroleros a través del primer oleoducto a gran escala en el oeste de Texas.
Varias empresas están explorando una variedad de tecnologías DAC. Una empresa, Carbon Engineering, está construyendo una instalación de captura directa de aire en Squamish, Canadá, con planes de estar operativa en 2024.
Otro, 1PointFive, está desarrollando instalaciones a escala de megatones en los EE. UU., con el objetivo de capturar 70 instalaciones DAC a gran escala para 2035.
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Entre otras empresas, el consorcio Norsk e-Fuels está desarrollando una instalación para producir combustibles sintéticos a partir del carbono capturado de la atmósfera. Tiene como objetivo la producción de hasta tres millones de litros de combustibles sintéticos para 2024. Otros proyectos incluyen la planta piloto HIF Haru Oni eFuels, que tiene como objetivo producir combustibles sintéticos a partir de hidrógeno basado en electrólisis.
Otro enfoque DAC se basa en adsorbentes y materiales amínicos. Utilizan soportes sólidos porosos, que se unen a las moléculas de CO2 del aire. Estos adsorbentes operan a media o baja presión.
Si bien DAC aún se encuentra en sus primeras etapas, ha recibido un apoyo significativo de la Comisión Europea. Varios programas de investigación e innovación están destinados a apoyar esta tecnología.
Sin embargo, el futuro de DAC dependerá del desarrollo de la tecnología y el rendimiento tecnológico. Se necesita más investigación para garantizar un almacenamiento seguro, eficiente y confiable del carbono capturado.
Además, existen preocupaciones sobre el impacto de las tuberías, la contaminación del agua y la actividad sísmica. Sin embargo, la captura directa de aire sigue siendo un paso importante en la lucha contra el cambio climático.
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Para Concluir
El futuro de las tecnologías de captura de carbono está lleno de promesas y potencial. A medida que el mundo continúa luchando contra los efectos del cambio climático, estas tecnologías tienen la capacidad de desempeñar un papel importante en la reducción de las emisiones globales.
Con una mayor inversión y desarrollo, podemos acercarnos a un planeta más limpio y saludable para todos. La tecnología de captura de carbono tiene el potencial de cambiar la forma en que vemos la producción de energía y reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles.