El problema del CO2 sigue siendo uno de los principales retos medioambientales a resolver para asegurar la sostenibilidad del planeta. Desde hace años, el foco se ha puesto en la reducción de emisiones de carbono, y en la transición a un modelo de generación energética mediante renovables y otras fuentes no contaminantes.
Pero, pese a la relevancia creciente que tienen las energías limpias en el mix energético de los distintos países, lo cierto es que todavía estamos lejos de alcanzar una reducción significativa de la huella de carbono. En este contexto, soluciones incipientes como la captura y almacenamiento de CO2 emergen como una opción muy interesante de explorar, ya que además se enfoca en la vertiente de la neutralización del dióxido de carbono (e incluso la reutilización, como veremos un poco más adelante), con lo que se cambiaría la perspectiva del problema para situarse no tanto en las emisiones en sí como en la capacidad de desactivarlas como amenaza.
En cualquier caso, si valoramos que todavía parece quedar un largo camino por delante hasta un abastecimiento energético 100% verde, las tecnologías de captura y almacenamiento de CO2 siempre harían una contribución esencial para evitar el impacto medioambiental de las emisiones remanentes.
¿Qué es la captura y almacenamiento de CO2?
La captura y almacenamiento de carbono (CAC o CCS, por sus siglas en inglés) se refiere a cualquier proceso por el que se 'atrapa' el CO2 para evitar su presencia en la atmósfera, y se le conduce para depositarlo en un lugar seguro, donde no supone una amenaza, normalmente en el subsuelo bajo tierra.
Así, se trataría de capturar el dióxido de carbono en su fuente de emisión originaria, separarlo del resto de gases, comprimirlo y transportarlo para dejarlo fuera de la atmósfera, ya sea en estratos geológicos subterráneos o en la profundidad del océano. Aunque también existiría otra opción de almacenamiento que sería la mineralización, como veremos igualmente un poco más adelante.
Además, con las tecnologías que se están desarrollando, la captura se podría realizar tanto después de haberse quemado los combustibles fósiles (es decir, cuando ya han sido utilizados en los procesos industriales o por los motores de los automóviles), como en precombustión, mediante procedimientos de gasificación que dan lugar a un gas sintético que permite la extracción del dióxido de carbono.
Los distintos sistemas de captura y almacenamiento de CO2
Actualmente se están investigando y aplicando múltiples métodos para la captura y almacenamiento del dióxido de carbono:
1-Captura de carbono directa del aire (DAC)
Esta fórmula es la más desarrollada en la actualidad y consiste en la extracción directa del CO2 de la atmósfera, por lo que se trata de una vía muy interesante para dar respuesta a la emisión de gases de efecto invernadero a gran escala.
Las innovaciones más recientes incluyen la utilización de materiales absorbentes avanzados de naturaleza sintética, como las resinas de intercambio iónico empleadas tradicionalmente para el tratamiento de aguas residuales, o los tamices moleculares de uso recurrente en la industria de los hidrocarburos para deshidratar corrientes de gas. Mediante estos procedimientos, el DAC se está convirtiendo en una prometedora vía para lograr que la captura de CO2 pueda realizarse de manera eficiente a un coste asumible.
2-La oxicombustión
La oxicombustión también es una tecnología prometedora para la captura de carbono, con la vista puesta especialmente en las plantas de energía que se nutren de combustibles fósiles, si bien todavía tendrían que resolverse algunos problemas relativos a su eficiencia energética y los costes de implementación.
Este método operaría mediante la combustión de oxicombustible, es decir, mediante la quema de combustible en un entorno enriquecido con oxígeno en vez de aire convencional, con lo que se da lugar a gases compuestos de CO2 y vapor de agua. Este, al enfriarse y condensarse, se separa del dióxido de carbono, que así queda aislado para su captura y posterior almacenamiento.
3-Captura de carbono mediante fotosíntesis artificial
Esta tecnología de captura de carbono es la más experimental de todas, y consistiría en la réplica del proceso natural que siguen las plantas para convertir el CO2 en energía química. Para ello, se están ensayando sistemas que se sirven de catalizadores avanzados y materiales semiconductores para generar reacciones que, en último término, servirían para transformar el dióxido de carbono en compuestos químicos como el metanol y el etanol que, como sabemos, son utilizables como combustibles, y resultan mucho más limpios y sostenibles que los hidrocarburos.
Estas serían las principales tecnologías para la captura, pero la aplicación de estos procedimientos resulta indeslindable del almacenamiento, para el que existirían también distintas soluciones:
Almacenamiento geológico de CO2
Esta es una opción que parece ser la más factible a largo plazo. El CO2 capturado sería inyectado en formaciones geológicas subterráneas, que van desde acuíferos marinos profundos hasta yacimientos agotados de gas, petróleo o carbón. Las investigaciones actuales se centran tanto en identificar las ubicaciones más adecuadas como en mejorar la eficiencia, la seguridad y el control del proceso de almacenamiento.
Almacenamiento de CO2 mediante mineralización
Esta solución implica una transformación química del dióxido de carbono para formar minerales estables, que podrían ser almacenados de manera segura indefinidamente. En la actualidad, se están investigando materiales que puedan acelerar el proceso de mineralización para reducir tiempos y costes.
Desarrollo actual de los sistemas de captura y almacenamiento de Carbono
Según datos del Centro de Soluciones Climáticas y Energéticas (C2ES), a finales de 2021 solo había 26 proyectos de captura de carbono activos a nivel mundial, y 34 más en desarrollo. Además, las instalaciones de captura y almacenamiento de carbono operativas tendrían una capacidad de procesamiento de unas 40 millones de toneladas de CO2 al año. Unas cifras claramente insuficientes si atendemos que en 2020 el volumen de CO2 procedente de combustibles fósiles se cuantificó en casi 35.000 millones de toneladas
En Europa, los países nórdicos son los que más están apostando por las tecnologías de captura y almacenamiento. Actualmente, hay proyectos en marcha en Noruega, Dinamarca, Suecia, Finlandia e Islandia, entre otros, que abarcan tanto el transporte y almacenamiento geológico del CO2 como la generación de combustibles sintéticos a partir de este.
España no ha incluido en su Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) 2021-2030 actividades de I+D ni el desarrollo de proyectos de captura y almacenamiento de carbono, lo que aleja el horizonte de aplicación de estas tecnologías, que requieren una fase de desarrollo de entre 8 y 10 años.
Hay que resaltar que a nivel global, la mayor parte del carbono capturado se utiliza en un proceso que en la industria petrolera se denomina como recuperación mejorada de petróleo (EOR), que permite extraer hidrocarburos de yacimientos anteriormente inaccesibles.
Con ello, vemos que no solo es factible capturar el CO2 para impedir que tenga un efecto nocivo en la atmósfera, sino que además puede reutilizarse, con lo que obtendríamos un círculo virtuoso perpetuo de captura-almacenamiento-reaprovechamiento.
De hecho, ya hay un desarrollo incipiente de lo que se denomina como tecnologías CCUS:Carbon Capture, Use and Storage, por sus siglas en inglés, entrando también dentro de estas las que permitirían transformar el dióxido de carbono en compuestos químicos como el metanol y el etanol, que son fuentes de energía que sin llegar a ser 100% verdes tienen una huella de carbono bastante reducida.
