La captura y almacenamiento de dióxido de carbono (CO2) es un proceso que consiste en separar dicho compuesto de fuentes industriales y energéticas, transportarlo a una localización en la que será almacenado, y aislarlo a largo plazo. A pesar de las apariencias por las noticias recientemente aparecidas, se trata de una tecnología con muchas cuestiones […]
La captura y almacenamiento de dióxido de carbono (CO2) es un proceso que consiste en separar dicho compuesto de fuentes industriales y energéticas, transportarlo a una localización en la que será almacenado, y aislarlo a largo plazo. A pesar de las apariencias por las noticias recientemente aparecidas, se trata de una tecnología con muchas cuestiones por resolver para ser viable, tanto desde el punto de vista económico como ambiental. Por otro lado, sólo se puede considerar como paliativa, en el sentido de que no pretende reducir nuestra producción de CO2.
El conocimiento de las implicaciones que puede tener el cambio climático generado por las actividades humanas ha crecido durante los últimos años. Este conocimiento ha supuesto un empuje a la investigación en la búsqueda de opciones para mitigar sus probables impactos.
La captura y almacenamiento de dióxido de carbono se presenta como una opción más en la lista de acciones para reducir o estabilizar el aumento de las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero. Otras opciones incluyen las mejoras del rendimiento energético, el cambio a combustibles menos intensivos en carbono, el uso de fuentes de energía renovable, incrementar los sumideros biológicos, la reducción de las emisiones del resto de gases de efecto invernadero, etc.
Un ejemplo de esta actividad investigadora y de recopilación de información, ha sido la octava sesión del grupo de trabajo III del Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) que se ha llevado a cabo en Montreal en septiembre de 2005 ( [1] ). Este grupo de trabajo, como parte del IPCC, se encarga de evaluar la información disponible sobre el cambio climático. Sus actividades se centran en los aspectos científicos, técnicos, ambientales y en los aspectos económicos y sociales de la mitigación del cambio climático.
Muchos problemas
El informe presentado en esta sesión expone los problemas que puede generar la captura y almacenamiento del CO2. Al contrario de lo que esperaba la industria, especialmente la del carbón, el informe indica que la disponibilidad de esta tecnología no puede ser utilizada como excusa para seguir quemando combustibles fósiles y confirma que no estará disponible en años, ya que aún hay importantes cuestiones que resolver, tanto de tipo económico como ambiental. Además, se da la paradoja de que el informe reconoce que esta tecnología únicamente comenzará a ser rentable cuando los precios de los permisos de emisión sean lo suficientemente altos. El informe está disponible en el sitio web del IPCC ( [2] ).
Sin embargo, a pesar de estos inconvenientes, la captura y almacenamiento del CO2 se sigue presentado como una opción con gran potencial para conseguir una reducción de los costes totales de la contención de las emisiones de gases de efecto invernadero. Se plantea que la extensión de su uso dependerá de la madurez técnica, de los costes, del potencial total, de la difusión y transferencia de la tecnología a los países en vías de desarrollo, de aspectos legales y de las condiciones ambientales. Lo que sí resulta obvio es que su uso dependerá mucho de la opinión pública, por lo que cada vez aparece con más frecuencia en los medios de comunicación como si fuese una tecnología de uso corriente en la que todos los problemas estuviesen resueltos. Sin embargo, se está aún muy lejos de esta situación.
Sin afán de exhaustividad y a modo de ejemplo, algunos de los problemas de las distintas tecnologías de almacenamiento (ver cuadro) están lejos de solucionarse. Así, el vertido directo de CO2 al mar puede provocar una disminución del pH de grandes zonas. El aumento de la acidificación sería muy grave para los organismos e incluso para ecosistemas enteros. Además, en los yacimientos salinos se pueden producirse fugas a través de grietas producidas por el agua. A su vez, la inyección de CO2 en las vetas de carbón de minas abandonadas puede producir grietas a través de las cuales liberarían tanto el CO2 como el metano, etc. ( [3] ). No hay que olvidar que para usar una mina, ésta tiene que tener carbón. Es decir, no se trata de llenar huecos, sino de que se produzca una adsorción en el mineral.
Es cierto que desde hace mucho se vienen utilizando técnicas para separar y capturar rutinariamente el CO2 como subproducto de procesos industriales. Ahí están la producción sintética del amoníaco, la producción de hidrógeno, la calcinación de la piedra caliza, la captura en el agua para dar efervescencia a las bebidas carbonatadas, o su empleo como agente extractante en la obtención de la cafeína. Sin embargo, son procesos muy diferentes a los de captura y almacenamiento en el sector energético para intentar paliar los efectos del cambio climático. En efecto, para que el CO2 se pueda capturar de las centrales termoeléctricas y otras fuentes puntuales, el gas debe estar en estado relativamente puro y, en este caso, las tecnologías existentes no son rentables. Debido a la gran cantidad de aire que se añade a la combustión, las emisiones de CO2 aparecen muy diluidas en nitrógeno. Por ejemplo, en el caso de las emisiones de las centrales eléctricas de carbón, el CO2 supone únicamente un 10-12% en volumen ( [4] ) y para conseguir un secuestro eficaz en estos gases de escape el CO2 ha de ser separado y concentrado.
Un secuestro caro
Con estas premisas, y usando la actual tecnología, las estimaciones de los costes del secuestro están en la gama de 100 a 300 dólares por tonelada de emisiones de carbono evitadas. El objetivo de reducir el coste del secuestro a los 10 dólares por tonelada no se prevé alcanzar hasta 2015. Además, según las estimaciones realizadas, la captura del CO2 supone sólo las tres cuartas partes del coste total. Debe añadirse el almacenamiento, transporte y sistema de secuestro. Todo esto supone, además, un consumo energético adicional importante, con el consiguiente incremento de emisiones de CO2.
Por otro lado, según diversos análisis realizados, añadir las tecnologías existentes para la captura del CO2 a un proceso de producción eléctrica podría suponer un aumento en el coste de electricidad entre 2,5 y 4 centavos de dólar por kWh, dependiendo del tipo de proceso. Debemos tener en cuenta que el coste actual de producción de la electricidad para una central de gas de ciclo combinado nueva está entre los 3 y 5 centavos de dólar por kWh, mientras que oscila entre los 4 y 5 centavos para una central nueva de carbón pulverizado de tipo supercrítico.
Existe un número importante de proyectos de investigación que abarcan todas las fases del proceso; proyectos tanto de la Unión Europea ( [5] ), como de la Agencia Internacional de la Energía ( [6] ), del Departamento de Energía de EE UU ( [7] ), sin olvidar aquellos promocionados principalmente por empresas del sector energético ( [8] ).
Algunos de estos proyectos son esperados con gran expectación en lugares como Asturias, donde la crisis permanente de los sectores industriales y del carbón les hace más proclives a cualquier posibilidad de limitar el efecto que sobre estos sectores pueda tener la firma del protocolo de Kioto. Por ejemplo, el ARC Enhanced Coal-Bed Methane Recovery Project, proyecto desarrollado entre EE UU, Canadá y Reino Unido -y similar al presentado por el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat)-, trata de evaluar » los criterios económicos y ambientales de un proceso de inyección del CO2 en vetas de carbón, para su captura, al tiempo que se consigue la liberación y captación del metano contenido en las vetas» .
Con la inyección del CO2 en las vetas de carbón, que suelen contener grandes cantidades de gas rico en metano, se trata de lograr su liberación y captación. Hemos de decir que las pruebas demuestran que la tasa de la adsorción para el CO2 es, aproximadamente, el doble que la del metano, por lo que realmente es posible desplazar eficientemente el metano y poder capturarlo de las vetas. En la práctica, esto se ha demostrado únicamente en pruebas sobre el terreno muy limitadas, por lo que, incluso quienes las apoyan, reconocen que es necesario mucho más trabajo para poder entender y optimizar este proceso. Además, desde el punto de vista ambiental, existe un grave problema añadido: la eficiencia en la captura del metano liberado. Efectivamente, no podemos olvidar que el potencial de efecto invernadero de este gas es muy superior al del CO2, del orden de 20 veces, por lo que si una mínima parte del metano liberado no es capturado, las ventajas potenciales de reducción emisión de CO2 quedarían eliminadas.
Nos encontramos, por tanto, muy lejos de que las técnicas y prácticas de secuestro de carbono tengan éxito. Aún falta mucho para que se puedan cumplir los requisitos que se le exigen, tanto en capacidad de almacenamiento, en estabilidad a largo plazo o en viabilidad económica (determinada por el coste unitario del secuestro de CO2 contra el valor de los permisos de emisión que podría generar la reducción de emisiones). Pero es que, además, ni siquiera es un proceso ambientalmente aceptable.
Desde el movimiento ecologista, la oposición a los proyectos de capturar el dióxido de carbono y almacenarlo está clara. Pensamos que este tipo de opciones no son más que parches con los que se trata de barrer bajo la alfombra. Suponen aceptar propuestas que únicamente tratan de esconder el problema, sin garantía alguna de resolverlo definitivamente, y dejando a las generaciones futuras una hipoteca ambiental más, esperando que sean ellas las que encuentren la solución adecuada. En definitiva, hoy por hoy lo razonable pasa por buscar y adoptar soluciones que impliquen una menor generación de gases de efecto invernadero.
Tecnologías existentes
Tecnologías para la captura
– Postcombustión: se considera como un primer paso para la captura a gran escala del CO2. Éste se extrae del flujo de gases de escape después de la combustión. Esta tecnología se puede aplicar a las instalaciones existentes.
– Precombustión: por la conversión del gas natural en hidrógeno y CO2 (descarbonización). El CO2 se comprime para su almacenamiento y el hidrógeno se mezcla con aire para la combustión, por lo que se emite sólo nitrógeno y agua.
– Oxyfuel: el oxígeno se separa del aire y después se quema con los hidrocarburos, lo que produce unos gases de escape con alta concentración de CO2.
Mecanismos geológicos de almacenamiento
– Almacenamiento geológico: algunas opciones proporcionan energía adicional.
– Almacenamiento en formaciones salinas.
– Desplazamiento del metano en vetas de carbón.
– Almacenamiento en yacimientos agotados de gas o petróleo.
– Desplazamiento del petróleo.
– Almacenamiento oceánico
– Inyección y disolución del CO2 en la columna de agua (normalmente por debajo de los 1.000 m) por medio de un gasoducto o utilizando barcos.
– Deposición del CO2, por medio de gasoductos fijos o plataformas, en el fondo de los océanos a profundidades superiores a los 3.000 m, donde el CO2 es más denso que el agua y se supone formaría un lago que podría retrasar su disolución en el medio que lo rodea.
Referencias
[1] . www.ipcc.ch/meet/session24.htm
[2] . www.ipcc.ch/activity/srccs/index.htm
[3] . Greenpeace Research Laboratories http://www.greenpeace.to/publications.htm
P. Johnston, D. Santillo , 2003. Carbon Capture and Sequestration: Potential Environmental Impacts. Proceedings of IPCC Workshop on Carbon Dioxide Capture and Storage; Johnston, D. Santillo y otros, 1999. Ocean disposal/sequestration of carbon dioxide from fossil fuel production and use: an overview of rationale, techniques and implications.
[4] . A pesar de este bajo porcentaje las emisiones anuales son muy importantes y suponen para una Central Térmica de carbón como la de Aboño 7,46 millones de toneladas en 2001.
[5] . Programa de investigación sobre captura y almacenamiento de carbono de la UE
http://europa.eu.int/comm/research/energy/nn/nn_rt/nn_rt_co/article_1150_en.htm
[6] . Captura y almacenamiento de CO2 de la Agencia Internacional de la Energía
www.co2captureandstorage.info/
[7] . Captura y secuestro de carbono del Departamento de Energía de EE UU.
www.fe.doe.gov/programs/sequestration/index.html
[8] . www.co2captureproject.org