Escrito por Victoria Salinas y Emily Rutti
Introducción
En un mundo cada vez más presionado por desafíos ambientales, la tecnología se erige como un pilar fundamental en la lucha contra el cambio climático. En un contexto donde dejar de emitir CO2 ya no es suficiente, es imperativo avanzar hacia soluciones tecnológicas que permitan capturar, utilizar y almacenar el carbono de manera eficiente. Esto no solo reducirá nuestras emisiones, sino también abrirá la puerta a nuevas formas de generar energía y productos a partir de residuos. La Captura, Almacenamiento y Uso del Carbono (CCUS), junto con las tecnologías innovadoras como el hidrógeno azul y verde, emergen como soluciones prometedoras en esta búsqueda de una transición hacia un futuro más sostenible.
La captura de carbono es una tecnología clave en la lucha contra el cambio climático, destinada a reducir las emisiones de CO2 provenientes de actividades humanas. Con enfoques como la postcombustión, precombustión y captura de combustión, esta tecnología implica recopilar CO2 de diversas fuentes, transformarlo en productos químicos útiles o almacenarlo de manera segura. Por otro lado, el debate sobre el hidrógeno azul y verde plantea desafíos y beneficios importantes en la transición energética, ya que ambos ofrecen soluciones para reducir las emisiones de carbono, pero requieren un análisis profundo y equilibrado para tomar decisiones informadas en la búsqueda de un futuro más sostenible.
Presentación de las CCUS: Tecnología de Captura, Uso y Almacenamiento del Carbono
En un mundo que se enfrenta a desafíos ambientales cada vez más apremiantes, la tecnología se ha convertido en un pilar fundamental en la lucha contra el cambio climático. Su papel como motor impulsor de la transición energética es incuestionable, ya que busca satisfacer la creciente demanda de energía sin incrementar las emisiones de dióxido de carbono (CO2). En este contexto, el simple acto de dejar de emitir CO2 ya no es suficiente; debemos avanzar hacia soluciones tecnológicas que permitan capturarlo y reutilizarlo de manera eficiente. Este enfoque no solo nos ayudará a reducir nuestras emisiones, sino también a explorar nuevas formas de generar y consumir energía, así como a crear productos a partir de residuos. En esta búsqueda de soluciones sostenibles, nos adentramos en el mundo de la Captura, Almacenamiento y Uso del Carbono (CCUS), el hidrógeno renovable y otras tecnologías innovadoras.
Captura de carbono
La captura de carbono, conocida como CCUS (Carbon Capture, Utilization, and Storage), es una tecnología fundamental en la lucha contra el cambio climático. Su objetivo principal es reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2) generadas por actividades humanas. Existen tres enfoques clave para la captura de carbono: postcombustión, precombustión y captura de la combustión.
Este proceso implica la recopilación de CO2 generado en diversas fuentes, como emisiones industriales o gases de escape de centrales eléctricas, antes de que llegue a la atmósfera. Una vez capturado, el CO2 se somete a un proceso de conversión en el que sus moléculas se transforman en productos químicos útiles, como el metanol, o se almacena de manera segura para uso futuro. Es esencial que la energía utilizada para este proceso provenga de fuentes de energía con emisiones de carbono mínimas, como las energías renovables, para evitar aumentar las emisiones de CO2.
La captura de carbono desempeña un papel crucial en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y en la transformación del CO2 en un recurso valioso en lugar de simplemente liberarlo al medio ambiente. A medida que avanza la investigación y el desarrollo en este campo, estas tecnologías se convierten en una herramienta fundamental para combatir el cambio climático y promover una economía más sostenible.
Utilización de carbono
Posterior a la captura del dióxido de carbono, se transporta hasta llegar a la primera y segunda etapa de conversión, resultando en combustibles, químicos combustibles, productos químicos, y materiales sólidos.
Es así que el CO2 se usa en diferentes campos industriales, tales como: los biológicos, a través de los biocombustibles, y del cultivo de algas; la mineralización, desde carbonatos inorgánicos a materia prima para elaboración de cemento y materiales de construcción; químicos, con combustibles como alcoholes, metano y éteres. y productos intermedios; y la fotosíntesis artificial, en la producción de metano y oxígeno.
Almacenamiento de carbono
Muchas investigaciones han propuesto diversas estrategias para el almacenamiento de dióxido de carbono liberado por la quema de combustibles fósiles, las cuales incluyen las siguientes tres principales alternativas:
- El almacenamiento geológico en depósitos subterráneos.
- El almacenamiento oceánico en los ecosistemas marinos.
- El almacenamiento en la tierra como biomasa o como mineral carbonato.
Una de las alternativas más prometedoras es la inyección directa de gas CO2 en formaciones geológicas, que incluyen yacimientos agotados de petróleo y gas, así como capas de carbón no explotables y acuíferos salinos profundos. A la profundidad que se realiza, la temperatura y presión logran que el carbono se mantenga en un estado líquido denso, moviéndose a través de los poros de la roca para llenar sus espacios.
El objetivo es que el CO2 capturado se almacena de manera segura durante un largo período, que puede extenderse durante cientos o incluso miles de años, lo que se logra mediante el continuo monitoreo posterior a su inyección, para analizar el movimiento del gas con el fin de prevenir su liberación en la atmósfera.
¿Beneficios del uso del Hidrógeno Azul?
El hidrógeno azul, dentro de la clasificación de hidrógenos con bajas emisiones de carbono, se presenta como una alternativa clave junto al hidrógeno verde. Su distintivo radica en su producción a partir de combustibles fósiles, con emisiones de CO2 mitigadas gracias a la aplicación de métodos de captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS). Además, se destaca por ser una opción más económica en comparación con otras variantes de hidrógeno.
Este tipo de hidrógeno, aunque no tiene un color físico en sí mismo, obtiene su denominación “azul” debido a su proceso de obtención. Se origina a partir de una reforma de vapor con metano, donde ambos componentes se calientan a alrededor de 800°C. Aunque esto genera hidrógeno, también produce dióxido de carbono, lo que destaca la importancia de capturar y almacenar el CO2 para reducir el impacto ambiental negativo.
Sin embargo, a pesar de su utilidad, el hidrógeno azul ha enfrentado consideraciones ambientales, como el gran consumo de energía para su producción.
El hidrógeno azul es un recurso versátil que puede emplearse tanto como fuente de energía para calderas y en la generación eléctrica. Su valor se destaca aún más al considerar que puede reducir las emisiones de CO2 en un impresionante 78% en comparación con el hidrógeno gris, lo que lo convierte en una opción atractiva para la transición hacia una energía más limpia y sostenible.
¿Hidrógeno Azul o Hidrógeno verde?
Frente a la imperiosa necesidad de reducir de manera drástica las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) el hidrógeno azul e hidrógeno verde han sido promovidos en calidad de esperanza en la lucha contra la crisis climática por parte de la Agencia Internacional de Energía en 2021. Ello se debe a que, al ser quemados, este tipo de hidrógeno no libera dióxido de carbono, sino únicamente vapor de agua. No obstante, se requiere un análisis más profundo, debido a las implicaciones de su producción.
Retomando lo explicado respecto al hidrógeno azul en el subtítulo previo, cabe precisar que es una fuente de energía promocionada como sustentable para reducir las emisiones de carbono. Sin embargo, un reciente estudio publicado en agosto cuestiona su sostenibilidad, concluyendo que las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas con la producción del hidrógeno azul son más altas de lo que se hubiera esperado, a causa de la liberación del metano fugitivo, que son más altas que las del hidrógeno gris. En la misma línea, respecto a la huella de gases de efecto invernadero es 20% mayor que la quema de gas natural o carbón, y 60% más que la quema de gasoil.
Estos hallazgos son particularmente importantes en América Latina, donde los países productores de hidrocarburos han visto en el hidrógeno azul la oportunidad para cumplir con sus compromisos ambientales en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.
Por otro lado, también se ha promocionado el hidrógeno verde como una alternativa, debido a que su combustión no emite dióxido de carbono y que la extracción de combustibles fósiles y minerales han sido la economía principal de nuestro país. Se plantea que el hidrógeno verde tiene potencial para desempeñar un papel fundamental en la integración de diversos sectores energéticos y lograr una transición socioecológica transformadora proponiendo nuevas fuentes de energía y protección a los ecosistemas. Entre sus ventajas las investigaciones exponen su sostenibilidad, el que puede ser almacenado, su versatilidad, y que su característica de ser transportable.
No obstante, también cuenta con aspectos negativos, tales como el mayor coste de generación, mayor gasto energético, mayor atención a la seguridad al ser un elemento volátil e inflamable, entre otros. Por ello, es esencial considerar los impactos durante su producción.
Las investigaciones también concluyen que la producción de hidrógeno verde demanda grandes cantidades de electricidad, que generalmente provienen de parques solares o eólicos a gran escala. Esto plantea preocupaciones sobre la demanda de minerales y recursos naturales, como el cobre y el litio, cuya extracción ha tenido un impacto socioambiental significativo en Perú.
Para la producción de este, se requiere electricidad generada principalmente a partir de fuentes renovables y agua. De utilizarse fuentes naturales de agua dulce, podría generar problemas de escasez de agua y sequías en las áreas, afectando a la población local y dañando ecosistemas, ya que incluso si requiere menos aguas que actividades como la minería, no la reemplaza, sino que aumenta la demanda de agua.
Conclusiones
En la confrontación con los crecientes desafíos ambientales, la tecnología se presenta como un pilar contra el cambio climático. En la búsqueda de soluciones sostenibles, emergen tecnologías como la captura, almacenamiento y uso del carbono. La captura de carbono se presenta como una manera de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, transformando el CO2 en un recurso valioso en vez de liberarlo al medio ambiente.
Respecto al debate entre el hidrógeno azul, producido por la tecnología CCUS, y el hidrógeno verde, producido a partir de la electrólisis del agua utilizando energía renovable, es un asunto complejo. Ambas opciones ofrecen beneficios y desafíos, y la elección depende de múltiples factores tales como la eficiencia, disponibilidad de recursos, y el impacto ambiental. En ese sentido, es esencial considerar un análisis profundo y equilibrado para tomar decisiones informadas y avanzar hacia una transición energética más sostenible.
Referencias
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