La carrera para domar y reutilizar el CO2

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La llamada global a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero no parece haber arrancado con buen pie y hay que reaccionar rápido para voltear la situación, un cambio de dinámica en la que las tecnologías de captura, almacenamiento y valorización de CO2 pueden ser claves.

La Cuenca del Ebro es una de las ocho regiones europeas identificadas en el ambicioso proyecto Strategy CCUS debido a su enorme potencial para el desarrollo de tecnologías de captura, almacenamiento y valorización del CO2 (CCUS). Ocupa un vasto territorio que incluye las áreas industriales de Tarragona, el norte de Castellón y el norte de Teruel y lo que la hace especial son sus estructuras geológicas, adecuadas para almacenar gas, punto de partida para  explotar posibles oportunidades comerciales de transformación de CO2 en productos químicos, así como para su uso en recuperación de petróleo y descontaminación de desechos industriales alcalinos.

Según la Agencia Internacional de la Energía (IEA), en 2021 la demanda mundial de electricidad aumentó un 6%, equivalente a más de 1.500 teravatios-hora, el mayor incremento en términos porcentuales desde 2010 y el mayor de la historia en términos absolutos. Para atenderlo, la generación eléctrica a partir de carbón tuvo que producir un 9% más, lo que la llevó a un pico histórico.

En consecuencia, las emisiones de CO2 derivadas de la generación eléctrica subieron un 7%, lo que las situó también en un nivel sin precedentes, tras haber disminuido los dos años anteriores. Y la previsión es que se mantendrán alrededor del mismo nivel durante los próximos tres años.

Un tiempo precioso perdido, ya que el Escenario de Emisiones Netas Cero de la IEA para 2050 propugna un recorte del 55% para 2030. Conseguirlo exigirá más innovación y una acción política importante por parte de los gobiernos. En ese sentido, las urgencias que incorpora el Acuerdo de París para reducir las emisiones a nivel global contrastan con el irregular ritmo de desarrollo de las tecnologías de captura y validación de CO2.

El problema es escalar las soluciones a nivel global. El 85% de las emisiones de CO2 en todo el mundo operan fuera de un esquema de fijación de precios del carbono, y así es poco probable que las empresas inviertan en CCUS sin el apoyo del Gobierno. La Comisión Europea confía en que los incentivos financieros impulsen la industria como ocurrió anteriormente con la industria de las energías renovables gracias a la alineación de las CCU con los ODS. Pero la realidad de momento va por otro camino.

En 2021, se anunciaron más de 100 nuevas instalaciones y la cartera de proyectos globales va en camino de cuadriplicarse. Pero muchas veces este tipo de anuncios no acaban matizándose. De media, se ha agregado una capacidad de captura de menos de 3 millones de toneladas de CO2 (MtCO2) en todo el mundo cada año desde 2010 y la capacidad de captura anual ahora supera los 40 MtCO2.

Esta cifra debería aumentar a 1.600 millones de toneladas (GtCO2) en 2030 para alinearse con la carrera por las cero emisiones en 2050. La IEA estima que se necesitarán por ello más de 2.000 nuevas instalaciones de CCUS para 2040, una cifra que supone multiplicar por 100 las 19 existentes a nivel mundial en 2021.

Casos de éxito

Hay iniciativas reseñables como la de Copenhague que pretende equipar su principal instalación de residuos con CCUS, eliminando hasta 500.000 toneladas de CO2 al año. Y empresas como Microsoft, United Airlines y otras están invirtiendo en tecnologías de captura directa de aire para cumplir con sus objetivos climáticos corporativos.

La carrera por producir hidrógeno con bajas emisiones de carbono ha dado lugar a casi 50 instalaciones equipadas con CCUS. En octubre de 2021, Air Products anunció la instalación más grande del mundo en Louisiana, capaz de capturar y almacenar más de 5 MtCO2 por año. Contribuyen los nuevos incentivos procedentes del sector público: desde principios de 2020, gobierno e industria han comprometido más de 25.000 millones de dólares en Estados Unidos de financiación específica para proyectos y programas de CCUS.

En Europa, Noruega ha comprometido 1.800 millones para el proyecto Longship, que incluye el centro de almacenamiento en alta mar Northern Lights; los Países Bajos destinarán hasta 2.000 millones de euros a través de su fondo de energía sostenible y clima para el centro Porthos CCUS en el puerto de Rotterdam; el Reino Unido ha establecido un Fondo de Infraestructura CCS de 1.000 millones de libras con el objetivo de construir cuatro centros CCUS para 2030; y cuatro proyectos CCUS han sido seleccionados en la primera convocatoria de financiación del Fondo de Innovación de 10.000 millones euros de la Comisión Europea.

A nivel global, se estima que las tecnologías de CCUUS podrían generar 800.000 millones de dólares en 2030. Para ello, se deben capturar más de 28 Gt de CO2 de las instalaciones industriales hasta 2060, provenientes del cemento (18%, 5 Gt de CO2), siderurgia (15%, 10 Gt de CO2), y subsectores químico (38%, 14 Gt de CO2).

Direct Air Capture

Los sistemas DAC (direct air capture) de CO2 a gran escala serán también fundamentales para cumplir los objetivos del Acuerdo de París. Se estima que la capacidad DAC debería ser de 3.470, 4.798 y 15.402 MtCO2/a en 2030, 2040 y 2050, respectivamente, para llegar a las emisiones cero. Actualmente, en Europa, Estados Unidos (US) y Canadá, hay más de 15 plantas DAC operando, pero la mayoría de ellas son pequeñas y venden el CO2 capturado, por ejemplo, a fabricantes de bebidas carbonatadas.

La primera planta DAC a gran escala ha sido desarrollada en suelo norteamericano por una sociedad creada entre Carbon Engineering y Occidental Petroleum. Es capaz de capturar hasta 1 MtCO2 por año para EOR (Enhanced Oil Recovery) y podría estar operativa ya en 2023. Se han presentado varios estudios con estimaciones de la contribución de DAC a la reducción de emisiones y el rango de opciones es muy amplio: los menos optimistas creen alcanzará los 1 Gt de CO2 por año en 2050, mientras que otros ven posible que sea de 7 Gt de CO2 a año en el sistema energético y de alrededor de 8 Gt de CO2 en la eliminación de dióxido de carbono en el mismo año. Hoy en día, el coste de los sistemas de captura directa de aire es de aproximadamente 510 euros por tonelada de CO2 capturada.

La situación de España

En España, la cantidad anual de CO2 liberada por fuentes industriales es de aproximadamente 1.900 MtCO2, mientras que la utilización potencial podría alcanzar los 68 MtCO2, lo que representa el 3,6% de la cantidad total de CO2 disponible. El Plan Nacional de Energía y Clima prevé para el período 2021-2030 una reducción de las emisiones totales brutas de los 319,3 MtCO2-eq de 2020, a los 221,8 MtCO2-eq en 2030.

Uno de los cinco puntos de acción mencionados para lograr estos objetivos son las tecnologías CCUS, pero los altos costes y las cuestiones no resueltas en torno al almacenamiento o la falta de alternativas realistas para el uso sostenible del carbono capturado a gran escala han dificultado y siguen dificultando la comercialización de las tecnologías CCUS en España.

Nuestro país fue de los primeros en trasponer la directiva europea CCS, relativa al almacenamiento geológico seguro de CO2, y contempla el otorgamiento de licencias de exploración para determinar la capacidad de almacenamiento por un período máximo de nueve años, así como la posterior a autorización de almacenamiento para explotar en exclusiva el lugar durante 50 años. El instrumento tiene un alto grado de previsibilidad, pero un bajo grado de flexibilidad.

En cuanto a los CCUS industriales en España, el Instituto Geológico y Minero lleva a cabo análisis preliminares de posibles alternativas de almacenamiento de CO2 y no se esperan avances relevantes en la transformación en materiales duraderos hasta dentro de al menos dos décadas. Por lo tanto, no se espera una implementación de CCUS industriales a corto plazo.

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