08/10/24
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La captura y almacenamiento de carbono (CAC) es una herramienta estratégica dentro de la transición energética hacia una economía baja en emisiones.
Frente a la emergencia climática, se impone una urgencia: la de reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2) a gran escala. La tecnología CAC asume un rol paliativo en el proceso de implementación de energías renovables, reduciendo las emisiones en los sectores industriales difíciles de descarbonizar.
Si bien es cierto que las alternativas cero emisiones están desarrollándose en Europa, a fin de alcanzar la neutralidad climática en 2050, los países en desarrollo se enfrentan aún a grandes retos, lo que refuerza la relevancia global de esta tecnología.
Por todo ello, en este artículo vas a encontrar información esencial sobre qué es la captura y almacenamiento de carbono, y su funcionamiento.
¿Qué es la captura y almacenamiento de carbono?
La captura y almacenamiento de dióxido de carbono (CAC) es un proceso centrado en la separación de ese gas de grandes fuentes emisoras, principalmente por la actividad industrial y energética, así como su transporte y, finalmente, su almacenamiento y aislamiento de la atmósfera a largo plazo.
En otras palabras, este sistema abarca desde la captura del CO2 en la fuente de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), su transporte por tuberías, barcos o camiones cisterna en función de la cantidad y distancia, hasta la inyección en formaciones geológicas que deben responder a criterios que se conoce como las 4 P (porosidad, permeabilidad, profundidad y permanencia).
Sin embargo, al menos por el momento, no se trata de una solución universal, ya que no puede aplicarse para reducir las emisiones del transporte, que es una de las principales fuentes de contaminación.
Este sistema está diseñado para grandes fuentes puntuales de emisiones de carbono como las centrales eléctricas, que suelen usar combustibles fósiles o biomasa a gran escala, y las instalaciones industriales, sobre todo para la producción de gas natural e hidrógeno (cuando se usan fuentes fósiles).
Características de la captación y almacenamiento de dióxido de carbono
En la siguiente tabla recogemos las principales características CAC que vamos a ir abordando a lo largo de este artículo:
Características CAC |
|
|---|---|
Definición |
Técnica para separar el CO2 de fuentes de emisión, transportarlo y aislarlo de la atmósfera a largo plazo. |
Aplicación |
Se aplica en grandes fuentes puntuales como centrales eléctricas de carbón y gas, refinerías, siderurgia, industrias del cemento, hidrógeno y combustibles sintéticos. |
Tecnologías de captura |
|
Métodos de almacenamiento |
|
Eficiencia de captura |
Las plantas con sistema CAC pueden llegar a capturar hasta el 95 % del CO2 de sus emisiones con respecto a las que no cuentan con él, y reducir entre un 80 % y 90 % sus emisiones netas. |
Potencial climático |
Podría llegar a suponer hasta un 55 % de la mitigación global acumulada hasta el año 2100 (según datos del IPCC). |
Potencial de emisiones negativas |
Aplicado a la biomasa puede lograr emisiones netas negativas, al retirar el CO2 de la atmósfera. |
Coste energético adicional |
Puede suponer entre un 10 % y un 40 % más de consumo de energía, respecto a una planta sin CAC. |
Madurez tecnológica |
Hay procesos maduros (transporte por gasoducto, refinamiento de gas natural y recuperación mejorada de petróleo), pero otros en fase de investigación o experimentación (almacenamiento oceánico, carbonatación mineral, etc.). |
Limitaciones |
No se puede aplicar a fuentes de emisiones difusas como el transporte, sino a fuentes puntuales como las centrales eléctricas y la industria pesada. |
¿Por qué es importante capturar y almacenar el CO2?
La captura de CO2 y su posterior almacenamiento resulta fundamental para poder cumplir con los objetivos de emisiones netas cero previsto para el año 2050 en Europa y lograr limitar el calentamiento global al menos en unos 1,5 °C.
Para reducir significativamente las emisiones industriales, cobran gran relevancia las tecnologías de captura, transporte, almacenamiento y usos del CO2 conocidas por su acrónimo CAUC o por sus siglas en inglés CCUS.
Una de las ventajas que ofrecen estas tecnologías es que son compatibles, en su mayoría, con las infraestructuras energéticas existentes, lo que simplifica su puesta en marcha.
A tenor de los datos publicados por un informe especial del Grupo Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC), una planta industrial equipada con tecnología de captura y almacenamiento de carbono podría llegar a reducir sus emisiones netas de CO2 a la atmósfera entre un 80 % y un 90 %. Estos resultados hacen a estos sistemas económicamente viables en muchos escenarios y faciliten alcanzar los objetivos establecidos en la Ley Europea del Clima.
¿Cómo funciona la captura de CO2?
La captura de CO2 busca obtener un flujo concentrado de este gas, para facilitar su transporte y posterior almacenaje. Puede lograrse a través de 3 métodos:
- Captura poscombustión. El CO2 se separa de los gases de combustión que se producen en la quema de un combustible primario (carbón o gas natural), mediante la acción de un disolvente líquido.
- Captura precombustión. El combustible se convierte en una mezcla de CO2 e hidrógeno antes de la combustión, y el carbono es separado. Como resultado de la combustión del nitrógeno y el aire se genera una mezcla de nitrógeno y agua como producto resultante.
- Captura por combustión de oxígeno. Utiliza en lugar de aire, oxígeno puro para la combustión (oxicombustión), por lo que el gas de combustión que se genera está formado principalmente por vapor de agua y CO2, logrando una concentración del gas superior al 80 % del volumen, lo que facilita su separación. La contrapartida de esta técnica es que requiere separar previamente el oxígeno del aire para lograr un grado de pureza muy alto, de al menos el 95 %. Este proceso va a aumentar el consumo de energía.
La elección entre estos 3 sistemas depende de la naturaleza y necesidades de cada planta. En todo caso, sea cual sea la respuesta, todas necesitan que el CO2 sea comprimido para poder transportarlo.
¿Cómo se transporta el dióxido de carbono?
En lo tocante al transporte se pueden utilizar las infraestructuras maduras de combustibles fósiles de las que disponemos como los gasoductos o hacerlo en buques para distancias más largas.
¿Cómo se almacena el CO2?
Actualmente, existen 3 métodos principales de almacenamiento si atendemos al estudio del IPCC anteriormente citado:
- Almacenamiento geológico. Consiste en inyectar el CO2 capturado en yacimientos de petróleo y gas agotados, formaciones salinas profundas, y capas de carbón inexplotables. En estas condiciones es de esperar que la presión y la temperatura ambiental mantengan al CO2 en estado líquido.
- Almacenamiento oceánico. Esta técnica se sustenta en que el CO2 se disuelve en el agua, y en que los océanos absorben gran parte de las emisiones resultantes de la actividad del ser humano. Aunque, como el gas se concentra de manera natural en la superficie, provoca la acidificación del agua y amenaza el ecosistema marino. Por esta razón, se está investigando la posibilidad de poder inyectarlo en gran profundidad.
- Carbonatación mineral. Se trata de un proceso por el que se fija el CO2 en carbonatos inorgánicos, un proceso muy lento cuando se produce de forma natural. Por esta razón, según el informe IPCC, la investigación actual se centra en acelerar la velocidad de reacción para que esta tercera opción sea viable.
Sea cual sea el método por el que se opte, va a ser preciso trabajar en un protocolo de gestión de riesgos que abarque todo el proceso. Actualmente, no existen protocolos normalizados, por lo que la captura y el almacenamiento de carbono aún no puede llevarse a cabo de manera masificada.
¿Qué soluciones sostenibles y eficaces existen para reducir el CO2?
Las soluciones para reducir el CO2 de la atmósfera incluyen su captura y almacenamiento, y otras buenas prácticas al respecto como la monitorización intensiva y protocolos para evitar fugas y preservar la eficacia a largo plazo.
En este orden de cosas, el IPCC señala que aplicar estas tecnologías a fuentes de energía de biomasa, podría incluso lograr lo que se conoce como emisiones negativas, es decir, conseguir la eliminación neta de CO2 de la atmósfera.
En todo caso, es preciso incluir estas soluciones en un enfoque global, que combine estas medidas con otras, como las que te enumeramos seguidamente:
- Mejora de la eficiencia energética de los sistemas.
- Priorización del uso de combustibles con menor intensidad de carbono (utilizando, por ejemplo, gas natural frente a carbón o apostando por biocombustibles) y de la energía nuclear.
- Impulso de las fuentes de energías renovables (solar, eólica, hidráulica, aerotermia, geotermia o biomasa, entre otras) y la electrificación de los procesos.
- Secuestro biológico, esto es, aumentar los sumideros naturales como bosques y suelos, que permiten reducir la concentración de CO2 en la atmósfera.
- Reducción de otros gases de efecto invernadero como el metano (CH4).
Ventajas y retos de los sistemas de captura y almacenamiento de CO2
A modo de conclusión y para que puedas disponer de un resumen de lo comentado en este artículo, te hemos preparado una recapitulación de las ventajas de los CAC:
- Reducen significativamente las emisiones de CO2 de centrales eléctricas, refinerías, industrias pesadas y otras fuentes puntuales.
- Son compatibles con las infraestructuras y tecnologías maduras de la industria del gas y del petróleo (como la perforación, inyección y transporte).
- Permiten capturar hasta el 95 % del CO2 tratado en una planta, ayudando, además, a reducir su huella de carbono.
- Pueden lograr emisiones negativas aplicadas junto a la biomasa.
- Ofrecen mayor flexibilidad a la transición energética al permitir que se sigan utilizando combustibles fósiles, pero reduciendo sus emisiones.
- Pueden participar entre un 15 % y un 55 % en el esfuerzo mundial de mitigación acumulativo hasta 2100, de acuerdo a los escenarios del IPCC.
- Ayuda a reducir costes globales de mitigación de emisiones, si se comparan con otras estrategias que no integran CAC en su implementación.
Si nos centramos en las limitaciones y desafíos, las más relevantes son:
- Alto consumo energético adicional, que puede suponer entre un 10 % y un 40 %.
- Costes elevados de implementación, sobre todo en la etapa de captación. Asimismo, adaptar plantas existentes (retrofitting) suele ser más costoso que construir nuevas que ya integren esta tecnología.
- Riesgo de fugas de CO2 en el transporte y el almacenamiento a largo plazo.
- Falta de marcos regulatorios claros sobre responsabilidades, por ejemplo, o una norma ISO sobre captura y almacenamiento CO2, aunque la Comisión Europea está trabajando en un paquete normativo.
- Madurez desigual de los procesos. Por ejemplo, algunos, como los gasoductos, están maduros, por el contrario, otros, como la carbonatación mineral, se encuentran en fase de investigación.
Todo ello pone de manifiesto la necesidad de seguir apostando por la investigación, el desarrollo tecnológico y la innovación.
Aunque en España, todavía no se dan las condiciones para implantar CAC a gran escala (en Europa sí hay 120 proyectos en desarrollo, en virtud de los datos publicados por Global CCS Institute y la Agencia Internacional de la Energía o IEA), según los expertos avanzar en este camino va a permitir estar preparados para aprovechar su potencial para un futuro más sostenible.
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