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Cómo puede la captura de carbono ayudar a las industrias pesadas en el camino al cero neto

SustentabilidadArtículo26 de octubre de 2021

Para algunas industrias pesadas, reducir o eliminar las emisiones de CO2 todavía no es posible. Para enfrentar el problema, un nuevo grupo de tecnologías de reducción de emisiones conocidas como CCUS (captura, uso y almacenamiento de carbono), juegan un rol crecientemente importante.

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Para que el mundo va a lograr las metas tituladas del Acuerdo de París de 2015, alcanzando las cero emisiones netas tan pronto como sea posible y limitando el aumento de la temperatura global en este siglo a 1,5°C, entonces algo está claro: todas las industrias principales deben reducir significativamente la cantidad de CO2 dañino que están liberando en la atmósfera. En algunos sectores, como el transporte, por ejemplo, las maneras para hacerlo son obvias: las empresas pueden reducir drásticamente sus emisiones de CO2 o, mejor aún, eliminar las emisiones CO2 de plano al cambiar a fuentes de energía sostenibles.

Sin embargo, en algunas industrias pesadas este enfoque de carbono cero o bajo todavía no es posible. En la industria del hierro o el acero, por ejemplo, las temperaturas enormemente calientes requeridas en los hornos de explosión no se pueden lograr solo con energías renovables. Mientras que, en la industria de la construcción, el cemento no puede hacerse sin crear CO2 ya que su producción depende de una reacción química para convertir los materiales (esto produce CO2 como subproducto que no puede eliminarse cambiando el combustible o reduciendo el uso de energía).

Como explica John Scott, Líder de Riesgo de Sostenibilidad en Zurich Insurance Group: “Estas grandes industrias y, en especial, aquellas que apuntalan la construcción y la infraestructura al hacer los materiales como el acero, el cemento y el vidrio, usan procesos que en general hacen un uso muy intensivo de la energía. Y la química para hacer el acero y el cemento, en particular, es muy difícil de cambiar. Simplemente no hay otra opción en el presente. Es por eso que ahora se dice que estas industrias ahora son ‘difíciles de descarbonizar’”.

Captura, uso y almacenamiento de carbono

Estas industrias ‘difíciles de descarbonizar’ presentan un obstáculo significativo en la ruta en nuestro camino a lograr el cero neto, especialmente porque hoy representan más del 30% de la demanda global de energía. De hecho, solo los sectores del acero y el cemento generar alrededor del 7% del total de emisiones de CO2 del sistema de energía. Para enfrentar este desafío, un nuevo grupo de tecnologías de reducción de emisiones conocidas como CCUS (captura, uso y almacenamiento de carbono), juegan un rol crecientemente importante.

Para las industrias donde es imposible eliminar o reducir las emisiones de CO2 más allá de un cierto punto, la CCUS ofrece una manera de capturar y comprimir el dañino CO2 y luego transportarlo por cañería, barco, tren o camión para que puede usarse en aplicaciones secundarias o almacenarse bajo tierra de manera permanente, inyectándolo en profundas formaciones geológicas selladas como reservorios agotados de petróleo y gas. Esto se conoce como abatir las emisiones de CO2.

El hidrógeno ‘azul’ y sus beneficios

Las tecnologías CCUS también tienen un rol importante en la producción de hidrógeno. El hidrógeno tiene muchos usos industriales que incluyen un combustible de cero carbono amigable con el medio ambiente que puede usarse tanto en motores de celdas de combustible y de combustión interna. Convencionalmente, el hidrógeno se produce al dividir el gas natural en hidrógeno y CO2 a través de un proceso llamado reformado de metano con vapor. Lamentablemente, este proceso de uso intensivo de carbono y entonces el hidrógeno que produce a menudo se llama hidrógeno ‘gris’.

Sin embargo, si las tecnologías CCUS se usan para capturar el CO2, el hidrógeno producido es más amigable con el medio ambiente y entonces se lo llama hidrógeno ‘azul’. Este proceso tiene dos beneficios principales. En primer lugar, el CO2 resultante se almacena bajo tierra de manera segura en vez de ser liberado a la atmósfera. En segundo lugar, el hidrógeno azul puede usarse para suministrar combustible y así descarbonizar otras industrias, como la generación de energía y el transporte. El hidrógeno 'verde’, como su nombre sugiere, es la opción más limpia ya que separa el agua en hidrógeno y oxígeno por electrólisis alimentada por fuentes de energías renovables de manera que no se crea CO2 durante el proceso.

Otro beneficio de hidrógeno azul y verde como combustibles es que son ampliamente transportables. Esto les da una ventaja significativa sobre otras fuentes de energía renovable, como explica Scott: “El problema fundamental con las renovables es que tienes que generar la energía de manera local para donde necesitas electricidad. Porque no puedes transportar la electricidad grandes distancias sin filtrar energía. Una solución es tomar la potencia renovable producida en lugares remotos, como una granja eólica off-shore, y luego convertirla cerca en un combustible más fácilmente transportable como el hidrógeno verde o azul”.

El crecimiento de las CCUS

Históricamente, la captura de carbono industrial se ha etiquetado como un proceso costoso no probado debido a los costos de capital de construir una red de transporte y almacenamiento y los costos operativos de capturar, bombear y comprimir el CO2. Los desarrollos tempranos de CCUS a menudo se imaginaban como una forma de descarbonizar las plantas individuales de carbón térmico, como un proceso costoso, especialmente a medida que los costos de las energías renovables se redujeron de manera dramática. Lo que ahora queda claro es que la infraestructura para el transporte y almacenamiento de CCUS, construida a escala, reduce los costos de descarbonizar las industrias pesadas de manera significativa y apoya la descarbonización de muchos otros sectores a través de la economía del hidrógeno.

La captura de carbono a escala industrial es ciertamente un proceso bien establecido. El primer proyecto de CCUS a gran escala empezó a operar en 1996, en Sleipner, Noruega. Y había 26 instalaciones a gran escala en operación alrededor del mundo en 2020, y 37 en desarrollo. El año pasado, la capacidad de captura de El CO2 de las centrales e instalaciones industriales totalizaron 40 millones de toneladas métricas de CO2 (MtCO2).

Sin embargo, se debe hacer más. Para lograr las cero emisiones netas para 2050, la Agencia Internacional de Energía (IEA, en inglés) estima que la capacidad de captura de carbono debe crecer exponencialmente a 1670 MtCO2 para 2030 y a 7,600 MtCO2 para 2050. Lograr estos volúmenes requerirá un aumento similarmente rápido en la construcción de instalaciones de CCUS a gran escala. De acuerdo a la IEA, se requiere un aumento de diez veces en la capacidad para 2025, mientras que el Instituto Global de CCS estima que 2.000 instalaciones CCUS deberían estar operando en el mundo para 2040.

Esto parece un desafío desalentador en sí mismo, pero aumentar la construcción y el desarrollo de instalaciones de CCUS podría revolucionar el rol de la captura industrial de carbono al hacerla significativamente rentable.

“Creo que el futuro de las tecnologías CCUS es establecer sistemas de captura y almacenamiento de carbono que presten servicios a diversos procesos industriales diferentes al mismo tiempo” dice John Scott, Líder de Riesgo de Sostenibilidad en Zurich Insurance Group. “Esto significaría una red de una sola cañería y una tienda o tiendas de carbono que reciban CO2 desde una planta de cemento, una planta química, de acero y una planta de hidrógeno azul al mismo tiempo. Eso cambia la economía completamente. Entonces, en lugar de solo eliminar el CO2 como un subproducto nocivo de manera costosa, también alentamos la producción de una nueva y valiosa fuente de energía verde: el hidrógeno azul que luego puede usarse para descarbonizar a otros sectores”.

Cuatro soluciones basadas en la naturaleza para la captura de carbono

La CCUS es un proceso creado por el hombre diseñado para la industria. Pero el CO2 también se absorbe de la atmósfera a través de una serie de procesos naturales, que incluyen plantas, suelos, sedimentos y el océano. Las siguientes cuatro soluciones basadas en la naturaleza también están ayudando al mundo a logran el cero neto:

  1. Silvicultura: incluye preservar los bosques existentes, reforestar los que fueron talados y forestar, que es plantar nuevos árboles donde no había ninguno.
  2. Humedales: incluye conservar y restaurar turberas ricas en carbono y humedales costeros como manglares.
  3. Agricultura: incluye ayudar a los terrenos a almacenar y retener el carbono a través de la siembra directa y la rotación de cultivos, gestión mejorada de ganado y agrosilvicultura, que combina plantar árboles y arbustivas con otras formas de agricultura.
  4. Océano: incluyen restaurar los prados de algas marinas o cultivar quelpo o mariscos para restaurar o expandir los ecosistemas marinos.

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