Capturas de Dióxido de Carbono: El último concurso de Elon Musk

«Elon Musk, el fundador de empresas como Tesla, SpaceX y Starlink, lanzó un millonario concurso donde premiará con 100 millones de dólares la mejor tecnología de captura de dióxido de carbono.»

Por: David Céspedes Gonzáles1 & Andrés Fernando Figueroa Curo2

1Universidad Nacional Mayor de San Marcos
2Universidad Nacional Agraria La Molina
 
Marzo 5, 2021
Planta de energía de captura de CO2 por el método de oxy-combustión NET Power, Texas. Fuente: https://netpower.com/

UNA NUEVA ALTERNATIVA CONTRA EL CAMBIO CLIMÁTICO

El cambio climático es realmente preocupante. Se sabe que el dióxido de carbono (CO2) afecta al calentamiento global modificando los patrones climáticos y provocando el aumento del nivel del mar, con efectos generan riesgos cada vez más graves para los ecosistemas, la salud humana y la economía del planeta. Según el «Informe Especial sobre el Calentamiento Global de 1,5ºC», publicado por el IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático) [1], nuestros avances tecnológicos en  energías renovables no son suficientes para frenar el cambio climático. Además, señalan, que es necesario extraer cerca de un billón de toneladas de CO2, correspondientes a las emisiones de casi 200 años, para combatir el cambio climático. Una posible solución es la captura de CO2, el cual no es un método nuevo, si no que tiene muchos años y ha tenido un gran desarrollo en los últimos  100 años de avance tecnológico con usos en la industria a nivel comercial. Entre las cuales podemos encontrar a compañías como Shell o Air liquide [2]. 

Dada esta problemática, Elon Musk anunció un concurso de 100 millones de dólares para la mejor tecnología de captura de CO2 despertando el interés en la comunidad científica, industrial y público general en esta tecnología [3].   En este artículo revisaremos sus etapas más importantes: la captura, almacenamiento y utilización del dióxido de carbono.

CAPTURA DE CARBONO

Los métodos de captura de dióxido de carbono (CO2) tienen como objetivo separar el dióxido de carbono de los demás gases resultantes del proceso de combustión. Dependiendo del tipo de planta procesadora podemos tener distintos tipos de tecnologías de captura. Una distinción importante es el momento en el que se da la captura de CO2: antes o después de la combustión. El método de pre-combustión se refiere a la captura de CO2 antes de que la combustión de los fósiles se complete. Por otra parte, en el método de post-combustión se hace la captura de CO2 entre los gases resultantes de la combustión, los cuales tienen poca cantidad de CO2.   Este método también se usa en la extracción de CO2 de gas natural[4].

Estos dos métodos han sido estudiados por décadas por lo que actualmente forman parte de procesos utilizados en plantas industriales con uso comercial, especialmente en el sector eléctrico. En la siguiente gráfica podemos ver el estado actual de distintos tipos de tecnologías de captura de CO2 así como de transporte, almacenamiento y utilización.

Estado actual de distintos tipos de tecnologías en captura, transporte, almacenamiento y utilización de CO2. Fuente: Bui et al(2018).

ALMACENAMIENTO

Este es el punto más importante, ambientalmente hablando, a la hora de resolver el problema:  Buscar un medio para almacenar grandes cantidades de CO2. Como bien se sabe el CO2 en la atmósfera es la matriz principal de este problema, entonces, los medios en los cuales se deberían almacenar serían vía oceánica o terrestre [5].

Se tiene claro que el océano ya almacena aproximadamente el 50% del CO2 en la atmósfera. Esto mismo trae desequilibrio tanto físico como ecosistémico en este entorno generando importantes impactos ambientales como la acidificación de los océanos y la expansión térmica oceánica. Por ello, el único medio de almacenamiento de CO2 viable sería sobre tierra o bajo tierra [4]. Los proyectos más recientes relacionados a la captura de carbono tienen por objetivo almacenarlo bajo tierra mediante mecanismos geológicos de almacenamiento, como formaciones salinas o yacimientos agotados de gas o petróleo [6].

Proyecto Quest: Captura y almacenamiento de carbono. Fuente: Geoinnova (2015).

UTILIZACIÓN

Después del almacenamiento, se puede considerar agregar valor agregado al CO2 mediante su aplicación en procesos industriales. Hay instalaciones que utilizan CO2 para diversas aplicaciones, gran parte está en la industria de alimentos y bebidas, y algunos en la producción de químicos como urea y metanol [6]. Estos procesos, en su mayoría comerciales, poseen un nivel 9 de madurez tecnológica, es decir, son sistemas probados con éxito en el entorno operativo [8].

Entre los casos de industrias que utilizan el CO2 podemos recalcar:

  • Planta de Saga City, Japón. Se utiliza un proceso incineración de residuos que utilizan CO2 capturado para cultivar y crear cultivo de algas.
  • Planta de Searles Valley, Estados Unidos se utiliza el CO2 para la carbonatación mineral.
  • Planta de Bayer, Alemania. El CO2 es un compuesto esencial para la producción de aspirinas a gran escala [9].
Formas de usar el CO2. Fuente: Vox news(2019).

A pesar de la existencia de diversos usos que se le pueden conferir al CO2, se requiere de tecnologías que permitan realizar los procedimientos de manera eficiente. Lo ideal sería poder desaparecer el CO2 ya que si este componente vuelve a la atmósfera, ya sea a corto o mediano plazo, no sería eficaz para contrarrestar los GEI (Gases de Efecto Invernadero) ni prevenir el cambio climático [10].

Como se ha ilustrado en el presente artículo, se han desarrollado hasta la actualidad tecnologías innovadoras y eficientes. Sin embargo, un problema fundamental de porque no ha progresado a gran escala estas tecnologías es debido a la insuficiencia tecnológica en el contexto actual. Además, un corte a las emisiones de CO2 generarían más gasto y menor producción para las grandes industrias. Al final, nos quedamos con la incógnita sobre si debemos almacenar o utilizar el CO2. El proceso de almacenamiento demanda una gran capacidad tanto tecnológica como intelectual del ambiente mientras que la utilización tendría que asegurar que el CO2 no vuelva a la atmósfera en el corto o mediano plazo. En ambos escenarios, se requiere primero hacer la captura de CO2 por lo que la propuesta de Elon Musk es un fuerte estímulo en la comunidad científica para seguir desarrollando este proceso. Esperemos que este certamen sea tomado como una gran oportunidad para poder desarrollar tecnología capaz de poder frenar la crisis climática y darle una esperanza a la humanidad.

REFERENCIAS

  1. Masson-Delmotte V, Zhai P, Portner HO, Roberts D, Skea J, Shukla PR, et al. Summary for Policymakers of IPCC Special Report on Global Warming of 1.5°C approved by governments — IPCC [Internet]. [citado 15 Feb 2021]. Disponible en: https://www.ipcc.ch/2018/10/08/summary-for-policymakers-of-ipcc-special-report-on-global-warming-of-1-5c-approved-by-governments/
  2. Luis Míguez J, Porteiro J, Pérez-Orozco R, Patiño D, Rodríguez S. Evolution of CO2 capture technology between 2007 and 2017 through the study of patent activity. Appl Energy [Internet]. [citado 15 Feb 2021]; Volumen(211):1282–96. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.11.107
  3. DW Made for minds. Ofrece a Elon Musk millones de dólares al mejor proyecto de captura de carbono. El Mundo [Internet]. 2021 [citado 15 Feb 2021]. Disponible en: https://www.dw.com/es/ofrece-elon-musk-millones-de-dólares-al-mejor-proyecto-de-captura-de-carbono/a-56346889ony EJ, Boston

4.Bui M, Adjiman CS, Bardow A, Anth A, Brown S, et al. Carbon capture and storage (CCS): The way forward. Energy and Environmental Science. Royal Society of Chemistry[Internet]. 2018 [citado 15 Feb. 2021]. Volumen (11): p. 1062–176. Disponible en:https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/ee/c7ee02342a

  1. Qi R, Laforce TC, Blunt MJ. Carbon dioxide (CO2) injection design to maximise underground reservoir storage and enhanced oil recovery (EOR). Dev Innov Carbon Dioxide (Co) [Internet]. 2010[citado 15 Feb. 2021]. Volumen(2): p.169-84.Disponible en: https://doi.org/10.1533/9781845699581.2.169
  2. How can CO2 be stored underground? [Internet]. [citado 15 Feb 2021]. Disponible en: https://www.greenfacts.org/en/co2-capture-storage/l-3/5-geological-storage-co2.htm#0p0
  3. Newsletter UFG. La captura y uso del CO2 [Internet]. NL JULIO 2020 – NOTICIA 4. 2020 [citado 15 Feb. 2021]. Disponible en: https://www.unionfenosagas.com/es/Newsletter/NoticiaNewsletter/julio-20-captura-uso-co2?p=julio2020
  4. Tec-shs. TECHNOLOGY READINESS LEVELS HANDBOOK FOR SPACE APPLICATIONS [Internet]. 2008 [citado 15 Feb. 2021]. Disponible en: https://artes.esa.int/sites/default/files/TRL_Handbook.pdf
  5. Climate change: 6 uses for CO2 that could cut emissions and make money – Vox [Internet]. [citado 15 Feb. 2021]. Disponible en: https://www.vox.com/energy-and-environment/2019/11/13/20839531/climate-change-industry-co2-carbon-capture-utilization-storage-ccu
  6. Is it too late to prevent climate change? – Climate Change: Vital Signs of the Planet [Internet]. [citado 20 Feb. 2021]. Disponible en: https://climate.nasa.gov/faq/16/is-it-too-late-to-prevent-climate-change/

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