La captura y almacenamiento de carbono examinada para combatir el calentamiento global

Aunque la energía solar y los coches híbridos se han convertido en símbolos populares de la tecnología verde, los investigadores de Stanford están explorando otra vía para recortar las emisiones de dióxido de carbono, el principal gas invernadero que causa el calentamiento global.

El proyecto Sleipner A inyecta dióxido de carbono en acuíferos de agua salada en las profundidades bajo el suelo oceánico de la costa noruega. (Crédit: Statoil)

La captura y almacenamiento del carbono, también llamado secuestro de carbono, atrapa el dióxido de carbono después de producirse y lo inyecta bajo el suelo. El gas nunca entra en la atmósfera. La práctica podría transformar a los grados emisores de carbono, tales como las plantas de energía de carbón, en máquinas relativamente limpias con respeto por el calentamiento global.

”La noción es que cuanto antes que nos libremos de los combustibles fósiles, antes seremos capaces de afrontar el problema climático”,dijo Sally Benson, director ejecutivo del Proyecto de Energía y Clima Global (GCEP) y profesora de ingeniería de recursos energéticos. ”Pero la idea de que podemos sacar a los combustibles fósiles de la mezcla rápidamente es muy poco realista. Somos dependientes de los combustibles fósiles, y un buen camino es encontrar formas de usarlo que no creen problemas con el clima”.

La captura de carbono tiene el potencial de reducir más de un 90 por ciento de las emisiones de carbono de una planta de carbón, dijo Lynn Orr, director de GCEP y profesor de ingeniería de recursos energéticos. Las instalaciones estacionarias que queman combustibles fósiles – tales como plantas de energía o fábricas de cemento – serían candidatos a esta tecnología, dijo.

La captura del dióxido de carbono de las fuentes pequeñas y móviles tales como coches, sería más difícil, dijo Orr. Pero las plantas de energía comprenden el 40 por ciento de las emisiones mundiales de los combustibles derivados del carbono, añadió, el potencial de reducción es significativo.

No sólo puede capturarse una gran cantidad de dióxido de carbono, sino que la capacidad de la Tierra para almacenarlo es enorme, comentó.

La estimación de almacenamiento mundial oscila entre los 2 y los 10 billones de toneladas de dióxido de carbono, de acuerdo con el Panel Internacional sobre el Cambio Climático (IPCC) en su informe sobre la captura y almacenamiento de carbono. Las emisiones globales en 2004 totalizaron 27 mil millones de toneladas, de acuerdo con la Administración de Información Energética del Departamento de Energía de los Estados Unidos.

Si todas las emisiones inducidas por los humanos fuesen secuestradas, tendríamos suficiente capacidad para acomodar más de 100 años de emisiones, de acuerdo con Benson, autor principal que coordina el capítulo del IPCC sobre el almacenamiento geológico subterráneo.

Con los combustibles fósiles suponiendo el 85 por ciento de la consumición energética global, y su uso incrementándose rápidamente debido al crecimiento de los países en desarrollo, tales como China e India, la necesidad de encontrar soluciones a las emisiones de carbono se convierte en algo más crucial si cabe, dijo Benson.

Del aire a la Tierra

En el proceso de captura, el dióxido de carbono se extrae de una mezcla de gases residuales. El método más común consiste en enviar los gases de la combustión a través de una malla tridimensional colocada en una chimenea. Conforme pasa el gas, se rocía un disolvente químico, empapando el gas donde se encuentran ambas sustancias. Entonces se extrae el dióxido de carbono del líquido y se comprime, ya listo para su almacenamiento.

Las mejores opciones de almacenamiento recaen en el secuestro geológico – almacenar en viejos campos petrolíferos, reservas de gas natural, acuíferos salinos profundos y lechos de carbón no mineros, a cientos o miles de metros bajo el suelo.

El dióxido de carbono se bombea a través de estos pozos, similares a los usados para extraer el petróleo, y se disuelven o dispersan en esta reserva.

Las localizaciones viables deben tener un estrato de roca sedimentaria, o capa impermeable sobre la reserva en forma de cuenco invertido que atrape el gas y prevenga escapes, dicen los científicos.

Seguridad inteligente

“El objetivo del secuestro de carbono es almacenar de forma permanente el dióxido de carbono”, dijo Benson, “permanente significa, muy, muy largo plazo en periodos de tiempo geológicos”.

La mayor preocupación alrededor del almacenamiento del dióxido de carbono son las posibles filtraciones, dijeron los científicos.

La preocupación más obvia, dijo Benson, es que las filtraciones podrían llevar a más calentamiento global, derribando el principal propósito del almacenamiento.

“La gente piensa que, sería una pena tener que pasar por todos estos problemas”, dijo Tony Kovscek, profesor asociado de ingeniería de recursos energéticos e investigador de un proyecto de GCEP de secuestro de carbono en carbón.

Pero los estudios han demostrado que las filtraciones, si es que suceden, serían insignificantes, dijo Benson. El IPCC informó que la retención del 99 por ciento del dióxido de carbono almacenado permanecería así de forma “muy probable” durante 100 años y “probablemente” durante 1000 años, comentó.

“Si estás en lo cierto, si seleccionas el sitio de forma adecuada y lo monitorizas, puede ser casi permanente”, dijo Benson.

Una de las grandes preocupaciones de los investigadores son los riesgos potenciales del secuestro del carbono para la salud humana, principalmente por asfixia y contaminación de acuíferos.

La amenaza de la asfixia – o sofocación debida al desplazamiento del oxígeno por el dióxido de carbono – es muy baja, dijeron los investigadores, debido a la poca probabilidad de una filtración rápida, lo que tendría que suceder para causar el problema.

Beber agua contaminada, dijo Benson, es el peligro más probable. Por ejemplo, si el dióxido de carbono entra de algún modo en aguas subterráneas, puede incrementar la acidez del agua, filtrando potencialmente compuestos químicos tóxicos, tales como plomo, de las rocas al agua, comentó.

Para tratar estos riesgos, los científicos están estudiando la geología de las reservas para comprender mejor lo que sucede después de inyectar dióxido de carbono bajo la superficie.

“Necesitas seleccionar con cuidado lugares que no filtren, y hacer un buen trabajo de ingeniería en los sistemas de inyección y prestar atención a dónde va realmente el dióxido de carbono”, dijo Orr.

Aunque una profunda comprensión técnica de los riesgos revelará unas mejores prácticas, los científicos también hicieron hincapié en la necesidad de una buena gestión para observar que se siguen los procedimientos adecuados.

Benson apunta a una tecnología familiar como modelo para pensar en ella y atajar el riesgo.

“La gente pregunta a menudo si el almacenamiento geológico es seguro”. Es muy difícil contestar a esta pregunta. Está dirigido hacia la seguridad”, expuso. “Podrías decir que sí o que no, pero estamos dispuestos a hacer cosas para ir en esta dirección”. Tienes fabricantes de vehículos que construyen buenos coches, tenemos profesores de autoescuelas, no permitimos que nuestros niños conduzcan, tenemos leyes contra la bebida en los conductores – implementamos un sistema completo para asegurar que la actividad es segura”.

Política y progreso

Los ingenieros tienen más de tres décadas de experiencia en colocar dióxido de carbono en reservas de petróleo, donde incrementan la producción de petróleo haciendo que éste se expanda y se “disperse” de tal forma que fluya con mayor facilidad, dijo Benson.

“Tal experiencia nos da confianza en que sabemos cómo perforar los pozos, poner el [dióxido de carbono] dentro y decir algo sobre lo que sucederá cuando baje allí”, dijo Orr.

Actualmente hay tres proyectos a escala industrial que bombean millones de toneladas de dióxido de carbono en el subsuelo cada año. Dos de ellos representan los primeros esfuerzos de almacenar en acuíferos salinos profundos.

Un equipo de Stanford ha comenzado a investigar el almacenamiento de dióxido de carbono en los lechos carboníferos profundos. En carbón, los enlaces químicos que se forman entre el dióxido de carbono y el carbón, hacen de este método potencialmente más seguro que otros, dicen los investigadores.

Incluso mejor, el proceso puede liberar gas natural que se asiente sobre la superficie del carbón. El gas natural es un combustible fósil relativamente limpio, que puede quemarse en lugar del carbón, dijo Mark Zoback, profesor de geofísica e investigador del proyecto de almacenamiento el carbón.

El proyecto, patrocinado por GCEP y GEOSEQ – una asociación que involucra al Departamento de Energía, varios laboratorios nacionales, grupos del gobierno y socios industriales – está aún en las primeras etapas, dicen los investigadores.

De todos los proyectos, sólo uno está resultando ser beneficioso sin recuperación de petróleo. Sleipner, un proyecto de escala industrial llevado a cabo por la compañía petrolera noruega Statoil, inyecta dióxido de carbono en un acuífero salino profundo bajo el suelo oceánico del Mar del Norte.

Su éxito económico, dicen los científicos, se debe a las altos impuestos del carbón en Noruega, lo que da a las tecnologías verdes ventajas para desanimar las emisiones de carbono.

Los impuestos del carbono se cargan a la compañía por cada tonelada de dióxido de carbono que emite, por lo que ser sucio se convierte en un coste cada vez mayor. Así pues los impuestos animan a las compañías a ser verdes.

Cuando la tecnología limpia es cara – incorporar la captura y almacenamiento de carbono en una planta de energía cuesta de 30 a 70 dólares por tonelada de dióxido de carbono – los impuestos sobre las emisiones igualan el campo de juego haciéndolas viables.

Un marco de trabajo político, por tanto, es esencial para hacer económica la captura y almacenamiento de carbono, dicen los investigadores de Stanford.

“Necesitamos miles de proyectos”, dijo Benson. “Este es el tipo de cosa que sólo pasa si hay políticas globales para afrontar estos temas. Por eso el número es crítico”.

Con el desarrollo adecuado, Benson cree que el secuestro de carbono podría estar maduro par la empresa en los próximos 20 años.

Una familia de soluciones

Los críticos del secuestro de carbono argumentan que la tecnología distraerá la atención de la investigación a largo plazo de opciones energéticas limpias, como las energías renovables. Ero aún, temen que esto prolongue el uso de los combustibles fósiles, si es que pueden usarse de forma más limpia los combustibles fósiles de algunas fuentes estacionarias.

Pero los investigadores enfatizan continuamente que necesitan adoptar otras tecnologías además del secuestro de carbono.

“El secuestro geológico estará dentro de una familia de soluciones para afrontar el problema del gas invernadero”, dijo Zoback.

La energía eficiente y renovable ya son viables hoy y pueden definir el marco de la energía a largo plazo, dijo.

“El secuestro [de dióxido de carbono], por otra parte, es sólo una tecnología puente”, añadió. “Tal ves tengamos otros cien años de uso de combustibles fósiles, y entonces pasemos a cosas mejores y más inteligentes, espero. Si seguimos creando gases invernadero otros cien años, será un verdadero problema, por lo que tenemos que tener en cuenta este punto. Pero, sin duda, nuestra dependencia de los combustibles fósiles no durará para siempre”.


Fecha Original: 12 de junio de 2007
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Comment (1)

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