Los interrogantes de la captura de CO2.

Introducción

El CO2 (dióxido de carbono) si bien propiamente no es una contaminante, es un gas de efecto invernadero, por tanto produce calentamiento global. Pese a que hay algunas voces que discrepan con la teoría del calentamiento global debida a los gases de efecto invernadero, la teoría más extendida es que el aumento medio de temperatura en el planeta se debe a la absorción por parte de los gases de efecto invernadero de la radiación solar.

En general el CO2 se produce en la combustión o descomposición de cualquier materia orgánica. Actualmente la fuente fundamental de CO2 es la quema de combustibles fósiles para la obtención de energía (un 78% aproximadamente), ya sean derivados del petróleo (gasolina, diesel, queroseno, benceno o cualquier otra fracción que se pueda usar como combustible), gas natural o carbón. En menor medida contribuyen también las cementeras, refinerías, siderúrgicas así como la industria petroquímica (sectores por encima del 1% de contribución).

Principales fuentes de CO2

Fuentes de CO2. Elaboración propia datos tomados de La captación y el almacenamiento de dióxido de carbono.

Dentro de las diferentes estrategias que se pueden llevar de cara a la reducción de gases de efecto invernadero, está la llamada captura de CO2, pese a que no pretendo en este post explicar técnicamente el proceso, sí es interesante conocer las diferentes tecnologías que se utilizan para la captura.
La captura de dióxido de carbono consta de tres fases diferenciadas la captación, el transporte y almacenamiento del mismo. [1]

En cuanto a la captación, se pueden distinguir cuatro tecnologías (cada una se subdividiría en más, pero no quiero extenderme), por un lado la más probada es la separación industrial, también existen la pre y post combustión, y por último la denominada oxígeno-gas que aún no es operativa.

En cuanto al transporte distinguiremos el transporte por gasoductos y el transporte en tanques, fundamentalmente buques.

Sin embargo el nudo gordiano de la cuestión se plantea en el almacenamiento, para ello existen diferentes tecnologías en distintos estados de desarrollo. Por un lado el almacenamiento marítimo (u oceánico) por inyección directa, esta tecnología está aún en fase de investigación. También nos encontramos el almacenamiento geológico, tanto en yacimientos salinos (-en general de baja capacidad-) como en yacimientos de carbón o petróleo. Otro sistema sería la carbonatación mineral de silicatos o bien de materiales de deshecho. Como último camino, y el único actualmente funcionando de forma generalizada que es el uso industrial del CO2.

Una descripción detallada de los diferentes procesos se puede encontrar aquí. [2]

Pese a que considero la captura de dióxido de carbono una buena idea, considero también que tiene problemas actualmente insalvables en la mayoría de los casos, que paso a desgranar.

a) La captación.

a.1) La separación industrial funciona relativamente bien, y se puede realizar por varios mecanismos, sin embargo necesita que el CO2 obtenido sea suficientemente puro para su posterior reacción [Ver nota [3]], en general requiere cierto gasto de energía y además los procesos en los que se puede aprovechar el CO2 no son tantos como para recoger el producido por ningún tipo de central. Existen también tecnologías de este tipo encaminadas a la producción de H2 para pilas de combustible, sin embargo la tecnología de pilas de combustibles está aún en desarrollo.
a.2) La pre y post combustión consisten en eliminar el carbono antes o después de la oxidación/combustión, en la precombustión se elimina el CO2 antes de la obtención de energía y en la postcombustión se elimina después del proceso de obtención de energía.
a.3) La tecnología de oxígeno-gas, consiste en quemar el combustible en presencia únicamente de oxígeno, pudiendo separar más fácilmente el CO2, sin embargo para eso hay que separa previamente el oxígeno, por lo que de nuevo tenemos un gasto energético adicional de entorno al 10%, aparte de los problemas que se generarían por oxidación en los procesos debido a la concentración de oxígeno antes de su combustión.

Esquema de los cuatro procesos más importantes en la captura del CO2

Por cortesía de CO2CRC

Además de estas tecnologías existen otras que integran varios procesos industriales como las tecnologías de gasificación integrada en ciclos combinados (habitualmente denominadas GICC), que presentan buenas perspectivas en cuanto a la separación de CO2. [4]

Como podéis ver, hasta aquí la tecnología presenta ventajas y desventajas, pero debemos confiar en la ciencia y en la tecnología, estoy seguro que superaremos los problemas, que lo haremos además en menos plazo del que se estima y que además surgirán otras técnicas que dejen a estas atrás. La formación-investigación-tecnología deberían ser la base del progreso de un país. El problema es tecnológico, lo superaremos.

b) El transporte.

b.1) Los buques, los camiones y en general todos los medios de transporte a motor, consumen combustibles fósiles que contaminan y generan CO2. Paradójico verdad. Emitir CO2 para emitir menos CO2. Eso por ahora no es evitable.
b.2) Los gasoductos, pueden estar bien, pero en general hablamos de impactos ambientales inasumibles para trazados de cualquier parte que no esté muy cerca de la costa a los muelles de carga, o bien de zonas de producción que no estén extremadamente cerca de zonas de almacenamiento.

El problema es complejo de superar, dado que actualmente la construcción de centrales térmicas esta liberalizada y por tanto depende mucho más de los intereses de las compañías productoras y de las facilidades que las comunidades autónomas pongan para la construcción de estas infraestructuras que de criterios medioambientales. [5] Así que tanto el transporte en vehículos a motor, debido al despilfarro energético que suponen, como la construcción de gasoductos debido a su impacto medioambiental son soluciones malas dado que generan un nuevo problema medioambiental en el intento de solucionar otro.

c) Almacenamiento.

c.1) El método de inyección oceánica consiste en inyectar en fuentes de agua, típicamente en océanos, el dióxido de carbono, hasta hoy los mares han sido los principales consumidores de CO2, dado que la mayor parte del mismo que se elimina lo hace por la absorción natural de los océanos. Esta tecnología presenta un problema de difícil solución, la mayoría de los seres vivos de los océanos son muy sensibles a los cambios en la acidez del agua, la inyección de CO2 acidificaría notablemente el agua, por lo tanto tiene consecuencias imprevisibles para los ecosistemas acuáticos que ya actualmente son el principal sumidero de CO2.

c.2) El almacenamiento geológico, es posiblemente el sistema más seguro que existe. Aunque tiene varias modalidades fundamentalmente consiste en inyectar CO2 líquido o gas en estratos lo más impermeables posible o bien almacenarlo en minas o pozos de petróleo.
El almacenamiento en estratos plantea dificultades técnicas de perforación y de estanqueidad de las capas entre las que se almacena, sin embargo presenta un interrogante aún mayor ¿qué volumen de gas podemos almacenar sin alterar geológicamente el estrato y cuanto tiempo permanecerá allí el dióxido de carbono?
Alguien se imagina el tipo de catástrofe que se produciría si la inyección alterase el estrato en el que se asienta hasta el punto de desplazarse, ya sea por el volumen de la inyección como por las posibles reacciones con el CO2. Estaríamos hablando de terremotos, desprendimientos a mayor o menos escala, cambio en los trazados de los ríos, etc. Por otro lado es casi imposible prever si el gas encontrará salidas del estrato una vez alcanzada determinada presión.
El almacenamiento en minas, es un caso particularmente complejo, dado que alcanzada cierta presión, el CO2 desplazará de sus posiciones al metano, difícilmente recogible de nuevo, sin embargo este metano que acabaría en la atmósfera tiene una contribución neta al efecto invernadero muy superior al del CO2. Por tanto no habremos resuelto para nada el problema (luego comentaré la otra vertiente del problema) del cambio climático.
El almacenamiento en pozos de petróleo puede ser menos problemático, ya que en principio podría desplazar al petróleo o al gas natural facilitando su extracción.

c.3) La carbonatación mineral, consiste en hacer reaccionar el CO2 con minerales no carbonatados, como los silicatos para producir carbonatos y dióxido de silicio, los silicatos son recursos muy abundantes y sería bastante probable encontrarlos en zonas cercanas a las fuentes de producción masiva de CO2, de la misma forma el producto resultante es estable (fundamentalmente calcita, magnesita, dolomita y siderita [6]) y por lo tanto sería una forma de almacenamiento permanente. Esta reacción ocurre lentamente en la naturaleza cuando el dióxido de carbono es arrastrado por el agua de lluvia y se encuentra estos minerales. Sin embargo las dos formas fundamentales de generar estos compuestos pasan por extraerlos y hacerlos reaccionar de forma controlada, y por tanto de hacer minas de mineral con sus consecuencias medioambientales o por lograr una reacción en los propios estratos geológicos, sin embargo el aumento de volumen de estas sustancias ronda el 75%-100%, lo que supone de nuevo un peligro enorme de cara a la estabilidad geológica de los estratos. La carbonatación de residuos está aún en fase de investigación.

c.4) La reactividad industrial es sin duda el mejor camino, dado que aprovecharíamos un residuo problemático como materia prima, sin embargo la necesidad industrial de CO2 es mucho más baja que su producción.

Esquema de los sistemas de almacenamiento de CO2

Por cortesía de CO2CRC

Opinión del autor.

Considero que la captura y almacenamiento de CO2 es una técnica en la que se debe seguir investigando, sobre todo en las partes más inexploradas como las reacciones de carbonatación, la reacción con residuos, y las nuevas aplicaciones industrales que se puedan conseguir a partir de dióxido de carbono. Sin embargo el bombo y platillo de estas iniciativas no proviene de la investigación y ni siquiera lo hace de la preocupación por el cambio climático. La captura y almacenamiento de CO2 para las grandes productoras eléctricas es la forma de dar una patada al problema durante una buena cantidad de años (de 100 a 400 por ejemplo) y poder seguir con la producción de electricidad sin tener que pagar las tasas que se irán imponiendo debido al cambio climático. Desde luego existen métodos para atrapar el CO2 sin necesidad de capturarlo a la salida de una central térmica, de hecho es un poco absurdo (sólo un poco) tener que depurar el aire a la entrada de la central y no depurar el aire. Sin más. Es decir poner depuradoras de CO2 [7], sin embargo esta tecnología no traerá pingües beneficios a las eléctricas.

Está bastante claro que esta tecnología no llegará a tiempo para evitar el cambio climático, sin embargo las compañías eléctricas están terriblemente interesadas en que no se las visualice a ellas como las culpables y en pagar las mínimas cuotas posibles por un aumento de producción eléctrica, es curioso como la mayoría de los gobiernos, entre ellos el español dan preferencia a este tipo de investigaciones (en forma subvenciones), frente a otros desarrollos energéticos más respetuosos con el medioambiente (- vaya si se instalan en los lugares adecuados-) como son la solar o la eólica.

El reto es el cambio climático

Foto cedida por Greepeace.

Almacenar el CO2, sin garantías que se quede donde lo pongamos para siempre, es una forma de seguir consumiendo energía irresponsablemente y dejando el problema a nuestros nietos.

Si pensamos que el reto es detener el cambio climático, debemos pensar en sistemas que aprovechen la energía y que no produzcan dióxido de carbono, es necesario que los 12,5 Tw que se consumen en el mundo (se estiman unos 16,9 Tw para el 2030), se obtengan de fuentes renovables, fundamentalmente eólica, solar e hidráulica en sus respectivas formas de aparición. (Se las suele denominar VAS, de Viento, Agua y Sol). Y eso es posible [8]. Por supuesto habrá problemas técnicos y científicos, pero los superaremos, seguro.

Conclusiones

La captura de CO2 es una técnica que debe ser mejorada, dado que en el futuro puede tener una alta importancia tanto para eliminar el dióxido de carbono ya vertido a la atmósfera, como para aprovechar el CO2 en reacciones en la que no genere problemas medioambientales, sin embargo no debe ser nuestro principal esfuerzo ya que no es una técnica ni segura ni actualmente preparada para su uso, debemos invertir en mi humilde opinión en la reducción de emisiones consumiendo energía razonablemente y produciéndola a partir de fuentes renovables de energía.

Bibliografía y anotaciones.

[1] LA CAPTACIÓN Y EL ALMACENAMIENTO DE DIÓXIDO DE CARBONO, Resumen para responsables de políticas y Resumen técnico, Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático; B. Metz, O. Davidson, H. de Coninck, M. Loos, L. Meyer; 2005; Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático. ISBN 92-9169-319-7.

[2] Captura y almacenamiento de CO2; J.I. Linares, B. Y. Moratilla, et al; 2007; Universidad Pontificia Comillas; ISBN 978-84-8468-219-6

[3] Nunca dejaré de sorprenderme por ciertos informes de las eléctricas, las mismas que dicen que sus centrales no emiten ni gota de NOx ni de SO2 en los estudios de impacto ambiental, son las que reconocen que es caro limpiar de estas sustancias del CO2 final y por eso la tecnología es cara para recuperar CO2 puro para procesos industriales.

[4] GICC. Desarrollo de tecnología limpia de carbón; F. García, M.B. García, P. Coca; 2005; Centro de Estudios de Castilla-La Mancha; Añil 29; pags 47-48

[5] La liberalización de los mercados energéticos; L. Martínez; 2006;Viento Sur; Nº 89; pags 58-68

[6] http://www.igme.es/internet/divulgacion_didactica/Secuestro/06-Otros.htm

[7] Limpiar el carbono del aire; K.S. Lackner; Agosto 2010; Investigación y Ciencia; Núm 407; pags 46-51

[8] Energía Sostenible, objetivo 2030; M. Z. Jacobson, M. A Delucchi;Enero de 2010; Investigación y Ciencia; Núm 400; pags 20-27.

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2 Respuestas a “Los interrogantes de la captura de CO2.

  1. Me parece un artículo estupendo y que debe difundirse para que la desconcertada población se vaya informando de que determinadas iniciativas en pro de la “sostenibilidad” no son la panacea, Mejor que invertir mucho dinero en conseguir la mejor aspiradora para poder seguir ensuciando lo que queramos (con el consiguiente incremento de la factura de la luz), es tratar de ensuciar menos y perfeccionar la escoba…..
    Gracias por el artículo.

    • Muchas gracias por tu comentario Araceli, como muy bien dices buscar alternativas y desarrollar nuevas tecnologías, algo que apoyo incondicionalmente, no debe ser óbice para “esconder la basura bajo la alfombra”, sino que deben encaminarse a paliar los inevitables efectos de la contaminación después de que se hayan tomado todas la posibles medidas de ahorro energético.

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