Captura y almacenamiento de carbono

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Esquema de la captura terrestre y geológica de emisiones de dióxido de carbono de una planta eléctrica a carbón.

La captura de CO2 es la propuesta de una técnica para retirar dióxido de carbono de la atmósfera o, más comúnmente, evitar que llegue a ella.

El proceso químico de captura de CO2 es energéticamente costoso y, probablemente, se produce CO2 durante el mismo. Este proceso sólo retarda la liberación del CO2, que no se puede almacenar indefinidamente. Sin embargo, este CO2 podría ser usado de formas múltiples.

Aunque el CO2 se ha inyectado en formaciones geológicas para diversos fines, el almacenamiento a largo plazo de emisiones de CO2 es un concepto relativamente nuevo. El primer ejemplo comercial es Weyburn en 2000; con una planta piloto de producción de energía con CCS integrada, operando desde septiembre de 2008 en la central térmica de Schwarze Pumpe de Vattenfall, en el este de Alemania, con el objetivo de responder a preguntas sobre la viabilidad tecnológica y la eficiencia económica.

La CCS aplicada a una planta de energía moderna convencional podría reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera en aproximadamente 80-90% comparado a una planta sin CCS.[1] El IPCC estima que la economía potencial de CCS podría ser entre 10% a 55% del total de mitigación del carbono hasta 2100 (Sección 8.3.3 del reporte IPCC.[1] )

La captura y compresión de CO2 requiere mucha energía y aumentaría las necesidades de combustible de una central de carbón con CCS en un 25% -40%[1] Estos y otros costes del sistema se estima que aumentarán el coste de la energía de las nuevas centrales eléctricas con CCS en un 21 a 91%.[1] [2]

El almacenamiento de CO2 se prevé que sería en formaciones geológicas profundas, en las masas de aguas profundas, o en forma de minerales carbonatos. En el caso del almacenamiento oceánico profundo, existe el riesgo de aumentar enormemente el problema de la acidificación de los océanos, un problema que se deriva también del exceso de dióxido de carbono presente ya en la atmósfera y los océanos. Las formaciones geológicas son consideradas actualmente los sitios más plausibles de secuestro de carbono. En su 2007 Atlas de Secuestro de Carbono, el Lab Nacional de Tecnología de la Energía (NETL) reportó que Norteamérica tiene suficiente capacidad de almacenaje para 900 años de producción de dióxido de carbono.[3] Un problema general es que las predicciones a largo plazo acerca del almacenaje seguro submarino o subterráneo son muy difíciles e inseguras, y persiste el riesgo de que el CO2 pudiera fugarse desde el almacenaje a la atmósfera.

Cuando se aplica en las plantas que utilizan biomasa, el proceso es conocido como bioenergía con captura y almacenaje de carbono. Esto tiene potencial para ser utilizado como una técnica negativa de emisiones de carbono, y es considerado por algunos como geoingeniería.

Captura de CO2[editar]

Almacenaje mineral[editar]

La tabla siguiente lista los principales óxidos metálicos de la corteza terrestre. Teóricamente el 22% de esa masa mineral puede forma carbonatos.

Óxido terrestre % de Corteza Carbonato Cambio de entalpía
(kJ/mol)
SiO2 59.71
Al2O3 15.41
CaO 4.90 CaCO3 -179
MgO 4.36 MgCO3 -117
Na2O 3.55 Na2CO3
FeO 3.52 FeCO3
K2O 2.80 K2CO3
Fe2O3 2.63 FeCO3
21.76 Todos los carbonatos

Fugas[editar]

Vaca asfixiada por una fuga natural de CO2 en 1986 del lago Nyos. Dicha fuga mató a 1.700 hab. y mucha hacienda.


Limitaciones de las centrales de energía CCS[editar]

Estimación de costos de la energía con y sin CCS (2002 US$ por kWh)[1]
Ciclo combinado de gas natural gas Carbón pulverizado Ciclo combinado integrado con gasificación
Sin captura (planta ref.) 0.03 - 0.05 0.04 - 0.05 0.04 - 0.06
Con captura y almacenaje geológico 0.04 - 0.08 0.06 - 0.10 0.06 - 0.09
(Costo de captura y almacenaje geológico) 0.01 - 0.03 0.02 - 0.05 0.02 - 0.03
Con captura y recuperación mejorada de petróleo 0.04 - 0.07 0.05 - 0.08 0.04 - 0.08
Costos referidos a los de la energía de plantas nuevas y grandes. Costos del ciclo combinado a gas natural se basan em precios del gas natural de US$2,80–4,40 por GJ (LHV). Costos de energía para PC e IGCC se basan en costos de carbón bituminoso de US$1–1,50 por GJ LHV. Tenga en cuenta que los costos dependen en gran medida de los precios del fuel (cambiando continuamente), y adicionados otros factores como costos del capital. También tenga en cuenta que para EOR, los ahorros son mayores para precios altos del combustible. Los precios corrientes del gas y del petroleo son sustancialmente mayores que las cifras usadas aquí. Todas las cifras en la tabla son de la Tabla 8.3a en [IPCC, 2005][1] .

Efectos ambientales[editar]

Los méritos teóricos de los sistemas CCS es la reducción de emisiones de CO2 en más del 90%, dependiendo del tipo de planta. Generalmente, los efectos ambientales del uso del CCS surgen durante la producción de energía, con captura, transporte y almacenaje de CO2. Los tópicos relacionados al almacenaje se discuten en esas secciones. El IPCC ha dado estimaciones de emisiones de aire de varios diseños de plantas CCS (ver tabla abajo). Mientras el CO2 drásticamente se reduce (aunque nunca es completamente capturado), las emisiones de contaminantes del aire se incrementan significativamente, generalmente debido a pocas multas por su no captura. Por lo tanto, el uso de esta tecnología implica una reducción en la calidad del aire.

Emisiones al aire de plantas CCS (kg/(MW·h))
Ciclo combinado de gas natural Carbón pulverizado Ciclo combinado integrado de gasificación
CO2 43 (-89%) 107 (−87%) 97 (−88%)
NOX 0.11 (+22%) 0.77 (+31%) 0.1 (+11%)
SOX - 0.001 (−99.7%) 0.33 (+17.9%)
Amonio 0.002 (before: 0) 0.23 (+2200%) -
Basado en Tabla 3.5 en [IPCC, 2005]. Entre paréntesis el incremento o decrecimiento comparado a similar planta sin CCS.

Véase también[editar]

Notas[editar]

  1. a b c d e f [IPCC, 2005] IPCC reporte especial sobre Carbon Dioxide Capture and Storage. Preparado por Grupo III del Intergovernmental Panel on Climate Change. Metz, B., O.Davidson, H. C. de Coninck, M. Loos, L.A. Meyer (eds.). Cambridge University Press, Cambridge, RU & New York, EEUU, 442 pp. Disponible en www.ipcc.ch (PDF - 22.8MB)
  2. Consejo de Estudios de Utilización de Carbón (CURC) Technology Roadmap, 2005
  3. [1] "NETL 2007 Carbon Sequestration Atlas", 2007

Referencias[editar]

Enlaces externos[editar]