CAPTURA, UTILIZACIÓN Y ALMACENAMIENTO DE CARBONO

Last updated on agosto 22nd, 2022 at 11:06 pm

La captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS), o la captura y el secuestro/almacenamiento de carbono (CCS), es un proceso innovador que pretende reducir la cantidad de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera. El CO2 es un subproducto de muchas actividades industriales y comerciales como la generación de energía, la fabricación y los automóviles. 

El proceso pretende capturar y almacenar el carbono para utilizarlo de forma responsable. En los últimos años, las tecnologías de CAC han surgido con un importante potencial para reducir el dióxido de carbono y capturar entre el 90 % y el 100 % de este. Las tecnologías pretenden acoplarse a un método de utilización del CO2, ya sea como materia prima para otros procesos industriales, como gas de proceso en sí mismo, o diferentes procesos de recuperación en la exploración y producción de petróleo y gas. 

Fuentes de energía renovable, procesos industriales neutros o negativos en cuanto a emisiones de carbono, y máquinas y equipos energéticamente eficientes han ganado una tracción masiva entre los sectores público y privado. La CAC es tan importante para estos objetivos porque reducirá la tasa de emisión de CO2 a la atmósfera. Necesitamos una CAC para reducir la cantidad acumulada de CO2 en la atmósfera para reducir el efecto nocivo de los gases de efecto invernadero en el cambio climático. 

Según informes recientes de Global Carbon Capture and Sequestration/Storage (CCS), las plantas químicas más nuevas o en construcción pueden potencialmente capturar el triple de la cantidad de CO2 producida por Estados Unidos. Cuarenta millones de toneladas métricas de potencial de captura de carbono por estas plantas al año en comparación con 5 millones de toneladas métricas producidas por los Estados Unidos en 2019.

¿Cómo funciona el CAC?

En cada etapa de captura, utilización y secuestro interviene un conjunto diferente de tecnologías. Suelen ir juntos para que todo el proceso funcione y se clasifican a grandes rasgos como sigue:

• Captura de carbono después de la combustión:Un proceso importante para modernizar las centrales eléctricas existentes
• Captura de carbono antes de la combustión:Para aplicaciones industriales a gran escala
• Sistemas de oxicombustión

En el proceso de postcombustión, el dióxido de carbono es absorbido por un absorbente en la fuente de producción de CO2. En la precombustión, el contenido de carbono se convierte en CO2 mediante la gasificación del combustible. La gasificación es un proceso en el que el combustible fósil (combustibles basados en el carbono) se convierte en gases como el hidrógeno, el nitrógeno, el dióxido de carbono y el monóxido de carbono en presencia de un agente gasificador como el oxígeno subestequiométrico o el aire y el vapor. Esto ayuda a «limpiar» el combustible antes de que se produzca la combustión. 

Aunque está siendo adoptado por las instalaciones industriales, está en una fase incipiente de desarrollo para las centrales eléctricas. Se supone que estará disponible para las nuevas construcciones. Sin embargo, la adaptación de las centrales eléctricas existentes supondrá un gasto de capital muy costoso para los productores de energía. En el caso de los sistemas de oxicombustión, el combustible se quema en presencia de oxígeno puro. El dióxido de carbono generado es lo más puro posible, de modo que puede almacenarse fácilmente sin tener que pasar por depuradores posteriores para eliminar los gases de combustión.

Transporte y almacenamiento del carbono capturado

A continuación, el CO2 capturado se transporta a través de oleoductos o de otros medios de transporte hasta los lugares de almacenamiento. Curiosamente, muchos emplazamientos de pozos de petróleo y gas abandonados, formaciones, campos, antiguos yacimientos de carbón y cavernas de sal se encuentran entre los mejores lugares de almacenamiento porque evitan la fuga de gases a la atmósfera y mantienen el fluido de la formación dentro de los límites. 

La proximidad de una formación geológica que pueda almacenar el CO2 es uno de los factores más importantes de la CAC porque reduce el costo de transporte y la hace más viable económicamente. 

Desafíos de la CAC

Ciertos retos asociados a la CAC provocan una elevada barrera de entrada al mercado. Lo primero y más importante es el elevado costo de los subsistemas y los requisitos reglamentarios de la infraestructura, incluidos los oleoductos, lo que hace que suponga un elevado gasto de capital. En segundo lugar, el elevado costo del transporte, ya que el CO2 debe mantenerse a alta presión y a temperaturas muy bajas para su bombeo a través de una tubería, lo que aumenta los costos de bombeo. El CO2 debe mantenerse a alta presión, lo que aumenta la tensión de la infraestructura debido a la necesidad de tuberías de alta presión, mientras que los oleoductos y gasoductos de baja presión no pueden utilizarse para este fin.

Otra cuestión importante es que, en presencia de impurezas, la velocidad de corrosión de las tuberías aumenta. La corrosión puede provocar fallos catastróficos y fugas. Las temperaturas criogénicas de CO2 complican aún más esta situación durante el transporte, ya que hacen que el metal sea frágil y que pueda fallar de forma fácil.

El tercer reto está relacionado con el almacenamiento. La mayor parte del almacenamiento es subterráneo, por lo que la formación geológica debe ser adecuada para el almacenamiento. Si la formación geológica requerida no está disponible, el CO2 líquido deberá ser bombeado a las distancias más lejanas, lo que hace que los costos de bombeo e infraestructura sean prohibitivos. En la actualidad, se cree que las limitaciones de la formación geológica no suponen un gran obstáculo para que las empresas se introduzcan en el mercado debido a la abundancia de yacimientos de petróleo y gas huérfanos y de minas de carbón disponibles para su almacenamiento. Hace tiempo que se discute el efecto del almacenamiento de CO2 bajo tierra, que supone un mayor riesgo de actividad sísmica. Una forma de mitigar este riesgo es la mineralización del CO2 en la superficie.

Utilización del CO2 de la CAC

Podemos utilizar el CO2 de la CAC tanto en vías convencionales como no convencionales. El CO2 se convierte en un producto químico como la urea o los polioles de policarbonato en la utilización convencional. Otro uso es la fabricación de materiales de construcción como el hormigón, que será uno de los mayores consumidores de CO2, aparte de la urea utilizada para producir fertilizantes. 

Se estima que el uso de CO2 en la fabricación de cemento utilizará de 0,1 a 1,4 Gt de CO2 del Programa de CAC. 

La recuperación mejorada de petróleo es otro ámbito en el que se utiliza el CO2 del programa de CAC. Al igual que las aplicaciones de inyección de agua, el CO2 se bombea a través de pozos de inyección alrededor del yacimiento para aumentar la producción de petróleo, donde el CO2 empujará el petróleo a través del pozo de producción.