Captura y Almacenamiento de CO₂ en forma de roca

La captura y almacenamiento de dióxido de carbono (CAC) es una tecnología emergente con un gran potencial para mitigar el impacto del cambio climático al reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Este proceso implica la captura de CO₂ de grandes fuentes industriales o energéticas para su almacenamiento seguro en lugares donde no pueda retornar a la atmósfera, generalmente bajo tierra. El proceso se puede desglosar en tres etapas principales: captura, transporte y almacenamiento.

Los avances recientes en la tecnología de captura y almacenamiento de dióxido de carbono (CAC) han sido significativos y prometedores, marcando un paso adelante en la lucha contra el cambio climático. Los proyectos innovadores y las nuevas tecnologías están ampliando las capacidades y reduciendo los costos asociados con la CAC.

En Europa, se ha visto la introducción de métodos de captura innovadores, como la oxicombustión y la captura criogénica, que prometen mayor eficiencia y costos potencialmente más bajos. Sin embargo, solo dos proyectos han alcanzado la decisión final de inversión, y aún existen varios obstáculos, como la falta de financiamiento y el apoyo político insuficiente, que deben superarse para alcanzar los objetivos de almacenamiento de CO₂. Se han anunciado proyectos de almacenamiento a gran escala que agregarían significativamente a la capacidad de inyección de almacenamiento de CO₂, especialmente en el Mar del Norte, aunque la expansión a otras áreas, como el almacenamiento terrestre en Dinamarca, está comenzando a verse como una opción viable.

A nivel global, la Agencia Internacional de la Energía (AIE) estima que el 75% de las reducciones de emisiones necesarias para alcanzar emisiones netas cero dependen de tecnologías que aún no han alcanzado la madurez comercial. Esto subraya la urgencia de centrar los esfuerzos en la captura, eliminación y almacenamiento de carbono. Además, algunos de los mayores emisores de CO₂ del mundo carecen de vías creíbles de descarbonización para sectores críticos como la petroquímica, la producción de cemento y hierro, lo que hace que la tecnología de CAC sea fundamental para capturar tanto las emisiones inherentes como las emisiones de combustibles cuando sea necesario

Captura de CO₂

El proceso de captura de CO₂ es la parte fundamental del proceso para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, especialmente en industrias que son grandes emisoras de CO₂, como plantas de energía y procesos industriales intensivos en carbono. Este proceso puede dividirse en varias etapas y técnicas clave:

1. Captura Post-combustión: Es el método más común y consiste en capturar el CO₂ después de que el combustible ha sido quemado. En esta técnica, los gases de escape se hacen pasar a través de un líquido absorbente que captura el CO₂. Posteriormente, el absorbente se calienta para liberar el CO₂ en una forma concentrada y reciclar el líquido para su reutilización.
2. Captura Pre-combustión: En este método, el combustible se procesa antes de la combustión para producir un flujo de gas rico en hidrógeno y CO₂. Luego, el CO₂ se separa y captura del flujo de gas antes de que el hidrógeno se queme como un combustible limpio.
3. Oxicombustión: Este proceso implica quemar el combustible en un ambiente rico en oxígeno en lugar de aire, resultando en una mezcla de gases de escape con alta concentración de CO₂ y vapor de agua. El CO₂ se separa fácilmente condensando el vapor de agua.

En términos de tecnologías específicas utilizadas en la captura de CO₂, estas incluyen:

• Absorción química: Uso de solventes, como las aminas, para absorber el CO₂ de los gases de escape. Es la tecnología más desarrollada y se utiliza ampliamente en aplicaciones industriales.
• Adsorción física: Empleo de sólidos porosos como zeolitas o carbón activado que capturan CO₂ en su superficie a ciertas presiones y temperaturas.
• Membranas de separación: Utilización de membranas semipermeables que permiten el paso del CO₂ pero retienen otros gases.
• Ciclos de compresión de gas y criogénicos: En estos métodos, los gases de combustión se enfrían y comprimen, licuando el CO₂ para su separación del resto de los gases.

Cada método tiene sus propias ventajas, desafíos, y aplicaciones específicas, dependiendo de la fuente de CO₂, la concentración de CO₂ en los gases de escape, y los requisitos económicos y energéticos del proceso. La elección del método de captura adecuado es crucial para optimizar la eficiencia y minimizar los costos en proyectos de captura de CO₂.

Una vez capturado, el CO₂ se comprime y transporta, generalmente por tuberías, a un lugar de almacenamiento. El proceso de transporte lleva el CO₂ desde su punto de captura hasta un sitio donde se va a almacenar de forma segura y efectiva, lejos de la atmósfera, para evitar su impacto en el cambio climático.

Almacenamiento del CO₂

El almacenamiento seguro del CO₂ es el siguiente paso crítico. Existen varias opciones para esto, incluyendo el almacenamiento geológico en formaciones rocosas subterráneas.

1. Almacenamiento Geológico: El CO₂ comprimido se inyecta en formaciones rocosas porosas del subsuelo, utilizando métodos similares a los empleados en las industrias del gas y del petróleo. Los tipos principales de almacenamiento geológico incluyen reservas agotadas de gas y petróleo, acuíferos salinos y lechos de carbón inexplotables. Este método permite que el CO₂ sea retenido física o químicamente, reduciendo el riesgo de fugas​​.
2. Almacenamiento Oceánico: Los océanos pueden almacenar CO₂ debido a que este gas es soluble en agua. El CO₂ capturado puede inyectarse en las profundidades oceánicas, donde se espera que permanezca durante siglos. Sin embargo, este método implica desafíos relacionados con la acidificación oceánica y el impacto en los ecosistemas marinos​​.
3. Carbonatación Mineral: A través de este proceso, el CO₂ se transforma en una forma sólida mediante reacciones químicas con minerales disponibles en el ecosistema. Aunque es ambientalmente favorable, la carbonatación mineral requiere una gran cantidad de energía y minerales, lo que la hace menos rentable en comparación con otros métodos​​.

Cada una de estas opciones tiene sus propios desafíos y beneficios, y la elección depende de varios factores como la ubicación, la geología y el medio ambiente.

Profindicemos entonces en como ocurre el proceso de carbonatación mineral o como también se le dice, convertir el CO₂ en Roca.

Transformar el CO₂ en Roca

La carbonatación mineral acuosa es un método innovador para el secuestro de CO₂, donde se convierte el dióxido de carbono en calcita, una forma de carbonato de calcio estable y ambientalmente amigable. Este proceso se basa en la reacción química entre CO₂ y minerales que contienen magnesio o calcio, como las serpentinas y los olivinos, para formar carbonatos estables como la calcita o la magnesita. Estos minerales son abundantes en la naturaleza, lo que hace a esta técnica especialmente atractiva para el secuestro a gran escala de CO₂.

Algo muy importante del proceso es la velocidad de la reacción de carbonatación. Los estudios han demostrado que, bajo condiciones específicas, es posible lograr una conversión completa de CO₂ en calcita en tiempos relativamente cortos, como 40 minutos, lo cual es significativamente más rápido que los procesos naturales. Esto se logra mediante la utilización de ciertos químicos y condiciones de reacción, como el ajuste del pH y la presión de CO₂, para acelerar la carbonatación.

Uno de los grandes desafíos de este método es la eficiencia energética, ya que el proceso requiere de energía para el procesamiento de los minerales y para mantener las condiciones de reacción óptimas. Esta tecnología es prometedora por su capacidad para reducir los niveles de este gas en la atmósfera y porque el producto resultante, la calcita, es estable y no representa un riesgo ambiental. La investigación y el desarrollo en esta área son clave para hacer de esta tecnología una solución viable y sostenible para el manejo de las emisiones de CO₂.

Coste y viabilidad económica la captura del CO₂

La tecnología de captura y almacenamiento de CO₂ (CAC) se perfila como una estrategia importante para mitigar el cambio climático al reducir las emisiones de CO₂. No obstante, su implementación a gran escala enfrenta obstáculos significativos, principalmente relacionados con los altos costos de desarrollo y operación. Estos costos abarcan desde la inversión inicial en la tecnología de captura de CO₂, hasta la infraestructura necesaria para el transporte y el almacenamiento seguro del gas.

Además, la eficacia de esta tecnología está influenciada por varios factores, incluyendo la eficiencia de la captura de CO₂, la disponibilidad de sitios adecuados para el almacenamiento y el marco regulatorio establecido por las políticas gubernamentales. Aunque se anticipa que los costos asociados con la CAC disminuirán conforme la tecnología evolucione y se optimice, es fundamental que se continúe con la investigación y el desarrollo para mejorar su eficiencia y rentabilidad.

El éxito a largo plazo de la CAC en la reducción de las emisiones de CO₂ dependerá también del apoyo político y de incentivos económicos que fomenten su adopción. Es vital que se realicen esfuerzos sostenidos para superar los desafíos técnicos y económicos, y que se cuente con el respaldo tanto de la sociedad como de los políticos para garantizar su viabilidad como solución al cambio climático. La continua investigación y desarrollo son esenciales para hacer de la CAC una opción práctica y económica para la disminución de las emisiones de CO₂ a nivel global.