La captura de carbono necesita despegar, pero nadie sabe cómo va a suceder. Necesitamos innovación, análisis, pruebas y financiación. Jim Conca analiza un método de extracción de CO2 directamente del aire que está siendo pionero en Ingeniería de Carbono en Canadá, respaldado por inversores privados y agencias gubernamentales. Surgió del trabajo académico en la Universidad de Calgary y la Universidad Carnegie Mellon. Su sistema de «Captura directa de aire» puede eliminar una tonelada de CO2 del aire por aproximadamente 1 100 hoy. Conca describe cómo una planta puede capturar alrededor de un millón de toneladas de CO2 al año, por lo que se necesitarán decenas de miles para reducir el CO2 atmosférico a niveles normales; nadie debería sorprenderse por la escala requerida. Además de eso, su tecnología «Aire a combustible» utiliza el CO2 para producir combustibles sintéticos por menos de 4 4/galón (un poco más caro que los combustibles fósiles, pero similar a los biocombustibles). Las normas y los estándares de combustible con bajas emisiones de carbono pueden hacerlos muy competitivos con cualquier combustible. Si se quiere matar dos pájaros de un tiro, un proceso que elimine el CO2 atmosférico y lo use para crear combustibles de hidrocarburos para desplazar productos derivados del petróleo parece una gran manera de hacerlo, concluye el autor.
La extracción de CO2 del aire es una de las mejores formas de revertir el cambio climático sin recurrir a tecnologías costosas, esquemas impositivos complicados o evitar que miles de millones de personas obtengan la energía que necesitan para tener una buena vida.
Si pudieras hacer gasolina, diesel o combustible para aviones a partir de él, matarías dos pájaros de un tiro.Esa piedra es Ingeniería de Carbono.
Dado que no logramos frenar las emisiones globales de carbono, nos quedamos con el uso de nuestros enormes cerebros, que nos metió en este problema en primer lugar, para tratar de salir de él.
Diseño de contactor de aire de ingeniería de carbono que capturaría colectivamente alrededor de un millón de toneladas de CO2 por año, equivalente a las emisiones anuales de 250,000 automóviles. / FUENTE: Ingeniería de carbono
Pensamiento radical
Ya sea ingeniería solar o siembra de nubes para reducir la radiación solar incidente, o reforestación, o captura y secuestro de carbono por la quema de combustibles fósiles, o fertilización de hierro en el océano o colocación de enormes espejos en el espacio, los humanos creemos que podemos ingeniarnos para sortear cualquier problema.
Y en su mayor parte, podemos. Solo tenemos que elegir sabiamente para no empeorar las cosas o romper el banco.
La mejor estrategia más directa, que tiene los efectos secundarios menos negativos, es eliminar el carbono directamente de la atmósfera y hacer algo útil de él, como combustible, que disminuiría aún más la carga sobre el medio ambiente.
Esquema de cómo funciona el sistema de Captura Directa de Aire de Carbon Engineering. / FUENTE: Carbon Engineering
Con sede en Canadá, el sistema de Captura Directa de Aire de Carbon Engineering elimina directamente el CO2 de la atmósfera, lo purifica y produce un líquido de CO2 comprimido listo para tuberías utilizando solo energía y agua. Este CO2 se puede combinar con hidrógeno generado por combustibles no fósiles, para producir combustibles de hidrocarburos de intensidad ultrabaja de carbono, como gasolina, diesel y combustible para aviones-A.
El CO2 de tubería también se puede usar para fines industriales, incluida la producción de acero y concreto, revestimientos y fibras de carbono, o recuperación mejorada de petróleo.
Desde su planta piloto en Squamish, Columbia Británica, Carbon Engineering ha desarrollado y demostrado con éxito sus tecnologías y ha estado eliminando el CO2 de la atmósfera desde 2015 y convirtiéndolo en combustibles desde 2017.
Planta piloto de Captura Directa de Aire de Carbon Engineering en Squamish, Columbia Británica. / FUENTE: Carbon Engineering
Esta tecnología no es marginal, sino que está respaldada por Bill Gates, Canadian Natural Resources Limited, Occidental Petroleum y Chevron, entre otros.
Eliminación de CO2 a $100 / ton
Actualmente, el sistema de Captura Directa de Aire de Carbon Engineering puede eliminar una tonelada de CO2 del aire por aproximadamente $100. Se establecerían sistemas individuales para capturar alrededor de un millón de toneladas de CO2 al año, lo que requeriría unas decenas de miles de sistemas para mantenerse al día con las emisiones mundiales y reducir el CO2 atmosférico a niveles normales para 2040.
Hay poco menos de 70,000 estaciones de servicio solo en los Estados Unidos, por lo que no son muchas para salvar el planeta.
Para el siguiente paso, la tecnología de Aire a combustible de Carbon Engineering produce combustibles sintéticos y líquidos para el transporte, como gasolina, diesel y Jet-A. El proceso combina el CO2 capturado de la atmósfera a través de su sistema de Captura Directa de Aire con hidrógeno para producir combustibles de hidrocarburos.
Un miembro del personal de Ingeniería de Carbono tiene combustible sintético limpio hecho del sistema de Captura Directa de Aire de Carbon Engineering y el hidrógeno dividido del agua. / FUENTE: Ingeniería de carbono
Agregue hidrógeno para producir combustibles de carbono
Si el hidrógeno se produce a partir de agua utilizando energía nuclear o renovable, entonces el combustible es neutro en carbono. Y estos combustibles son compatibles con la infraestructura de transporte, los motores y los aviones actuales.
Estos combustibles pueden ser producidos actualmente por Ingeniería de carbono por menos de 4 4 / galón, lo que los hace ligeramente más caros que los combustibles fósiles, pero similares a los biocombustibles. Los mandatos de bajas emisiones de carbono y los estándares de combustible los hacen muy competitivos con cualquier combustible.
Y los costos seguirán bajando.
Unidades pequeñas, ubicadas en cualquier lugar
Pero a diferencia de los biocombustibles, el combustible CE no ocupa mucho espacio terrestre ni agua y es independiente del clima o la ubicación geográfica. El combustible también tiene un alto índice de cetano, se puede mezclar con combustibles fósiles en cualquier grado y no tiene los otros contaminantes que tienen los combustibles fósiles, como azufre, nitrógeno y partículas.
La fabricación de combustible a partir del CO2 extraído no es solo una barra lateral de este enfoque. También podría eliminar parte de la necesidad de transportar combustibles por todo el país y el mundo para apoyar misiones estratégicas como las de nuestras fuerzas armadas.
El combustible líquido y el agua constituyen la mayoría de la masa transportada a las fuerzas militares desplegadas. El reabastecimiento de combustible y agua potable para las tropas en el teatro de operaciones cuesta unas 4 vidas por cada 100 convoyes. Para reducirlos drásticamente, nuestros militares quieren desplegar pequeños reactores nucleares cuyo reabastecimiento es una vez cada varios años o más.
Esos SMR también podrían ejecutar los sistemas de extracción de CO2 a combustible de Carbon Engineering en lugares donde las energías renovables no son viables, como en sitios remotos y para la mayoría de las misiones militares.
La Marina Nuclear de los Estados Unidos quiere hacer precisamente eso. Y pueden usar el exceso de energía de los reactores nucleares que ya existen en sus naves. Incluso pueden separar el hidrógeno del agua mediante el proceso cobre-cloro, un proceso termoquímico para el que un paso necesita calor exactamente a la temperatura central de un reactor nuclear (530°C) a bordo de un portaaviones. Para el caso, el CO2 también se puede extraer del agua de mar.
El aumento del CO2 atmosférico por el uso de hidrocarburos también ha acidificado los océanos en una crisis separada del calentamiento global.
Así que no sería bueno eliminar algo de eso y rehacer los hidrocarburos que podrían usarse para desplazar productos derivados del petróleo como la gasolina que ayudó a causar esto en primer lugar.
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El Dr. James Conca es científico de la tierra y del medio ambiente y colaborador habitual de la revista Forbes
