Opinión
El cambio climático

La gestión del carbono es tan importante como el hidrógeno para reducir emisiones. Esta es la razón

Tuberías recorren la nueva instalación de captura y almacenamiento de carbono (CCS) Quest de Shell en Fort Saskatchewan, Alberta, Canadá, 7 de octubre de 2021.

Hay que reconsiderar los beneficios de la tecnología de captura y almacenamiento de carbono. Image: Reuters/Todd Korol

Aliaksei Patonia
Research Fellow in Commercial Hydrogen Development, Oxford Institute for Energy Studies
Kristina Fürst
Research Associate, Research Institute for Sustainability (RIFS) - Helmholtz Center Potsdam (GFZ)
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El cambio climático

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  • Las fuentes de energía renovables se consideran un medio clave para combatir el cambio climático, y muchos países están aumentando la proporción de energía verde en su combinación energética.
  • Muchos consideran que el hidrógeno es el "eslabón perdido" de la descarbonización, pero es difícil de manejar y la mayor parte se produce con combustibles fósiles.
  • Las tecnologías de captura y almacenamiento de carbono pueden evitar que el carbono entre en la atmósfera, al tiempo que ayudan a descarbonizar industrias difíciles de eliminar.

Las fuentes de energía renovables se han promovido desde hace tiempo como uno de los principales medios para combatir el cambio climático, y muchas naciones han tomado medidas para aumentar la proporción de energía verde en sus mezclas energéticas nacionales y electrificar sus economías.

Mientras que países como Islandia llevan décadas obteniendo casi el 100% de su electricidad directamente de energías renovables, Dinamarca impulsó su segmento renovable hasta tal punto que fue capaz de satisfacer la demanda nacional de energía en sólo un par de días.

Aunque estos casos encuentran adeptos entre los gobiernos de todo el mundo, es poco probable que puedan reproducirse en todas partes. Además, y lo que es más importante, pasar de los combustibles fósiles a fuentes de energía renovables como la eólica o la solar no nos permitirá alcanzar plenamente el cero neto.

Retos del uso de energías renovables

Una de las principales razones de este pesimismo es la naturaleza intermitente de muchas energías renovables. Esto significa que, sujetas a condiciones meteorológicas cambiantes, la eólica y la solar pueden producir electricidad cuando no la necesitamos y también pueden no producirla cuando la necesitamos desesperadamente.

Aunque se han sugerido las baterías como solución a este problema, su capacidad máxima sigue siendo demasiado pequeña para las operaciones a escala nacional. En estas circunstancias, seguiremos teniendo que equilibrar las energías renovables con alguna forma de energía que pueda suministrarse fácilmente bajo demanda. Hasta ahora, lo hemos hecho sobre todo con combustibles fósiles, que no son aplicables para un escenario de carbono neto cero.

Otra razón por la que es improbable que las energías renovables nos salven por sí solas es el hecho de que muchas industrias son difíciles de electrificar. De hecho, sectores como la química, la siderurgia y la producción de cemento no sólo requieren energía, sino que también dependen en gran medida de los combustibles fósiles como materia prima básica y fuente de calor crucial para estos procesos de fabricación.

Esto significa que deben aplicarse soluciones distintas de electrificación para abordar este reto. En este contexto, las tecnologías de hidrógeno y de gestión (captura, utilización y almacenamiento) del carbono son consideradas las alternativas más prometedoras.

¿Cómo puede contribuir el hidrógeno a la descarbonización?

El hidrógeno -el elemento más abundante del universo, que no produce emisiones de carbono cuando se incinera y que potencialmente puede obtenerse sin emisiones de carbono- se ha promovido activamente como el "eslabón perdido" de la descarbonización.

En efecto, si se genera a partir del agua, mediante un proceso de electrólisis alimentado por energías renovables, se convierte en una sustancia que podría sustituir a los combustibles fósiles y excluir las emisiones de carbono del orden del día. Esto es lo que hace que este hidrógeno "verde" resulte tan atractivo a los ojos de los gobiernos nacionales, las empresas y el público en general.

De hecho, en estos momentos, parece ser la única herramienta de descarbonización a gran escala que gusta a todos los gobiernos comprometidos con la mitigación del cambio climático. Un número cada vez mayor de naciones ha estado desarrollando sus estrategias nacionales sobre el hidrógeno.

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Sin embargo, como cualquier otra herramienta de descarbonización, el hidrógeno no es perfecto. Es difícil de manejar y, aunque se lleva años utilizando con seguridad en procesos industriales, como el refinado y la petroquímica, es altamente inflamable y, cuando se mezcla con el aire, se vuelve explosivo.

Y lo que es más importante, por el momento, la mayor parte del hidrógeno generado en el mundo (alrededor del 96%) se produce a partir de combustibles fósiles. En estas circunstancias, el nicho del hidrógeno verde debe desarrollarse a una velocidad y escala sin precedentes si se quiere que domine el panorama de la energía neta cero a mediados de siglo.

Producción mundial de hidrógeno por fuentes
Producción mundial de hidrógeno por fuentes Image: Adaptado de la AIE

Por eso, los líderes en descarbonización, como la UE, se han comprometido a producir internamente 10 millones de toneladas de hidrógeno renovable para 2030. Aunque parece una apuesta histórica, es poco probable que sea suficiente para alcanzar los objetivos climáticos a mediados de siglo. Así lo ha reconocido la propia UE, que ha declarado que es necesario importar una cantidad similar de hidrógeno "bajo en carbono".

Pero ¿qué es ese hidrógeno bajo en carbono y por qué complicaría las cosas?

Replanteando la captura y almacenamiento de carbono

Aunque todavía falta una definición clara de lo que significa hidrógeno bajo en carbono, no hay demasiadas opciones para producir esta sustancia sin liberar emisiones a la atmósfera.

De hecho, aunque se han debatido varias opciones, la generación a gran escala de hidrógeno neutro en carbono se ha asociado hasta ahora sobre todo a las tecnologías de captura y almacenamiento de carbono (CAC).

Las tecnologías CAC permiten generar emisiones de carbono de forma "normal", pero en lugar de dejar que se liberen a la atmósfera, se recogen y aíslan en formaciones geológicas subterráneas.

Aunque los proyectos de CAC a gran escala aún se encuentran en fase piloto, si se demuestra que tienen éxito, podrían permitir producir hidrógeno de forma convencional -es decir, a una escala mucho mayor que el hidrógeno "verde"-, pero con unas emisiones liberadas a la atmósfera mucho más reducidas.

Además, las aplicaciones de captura y almacenamiento de carbono pueden utilizarse por separado del hidrógeno y podrían descarbonizar los sectores donde las emisiones son difíciles de eliminar, como el acero, los fertilizantes y el cemento sin necesidad de recurrir a un combustible completamente nuevo como el hidrógeno.

Sin embargo, aunque es probable que esto sea tecnológicamente posible y económicamente viable en el futuro, hay un obstáculo importante en el camino: la aceptación social.

Los críticos sostienen que la CAC dista mucho de ser una solución a largo plazo para reducir las emisiones con el objetivo de alcanzar el cero neto. También preocupa el coste y las posibles fugas. De hecho, en comparación con el hidrógeno, la CAC parece ser un tema más controvertido en algunas de las naciones que promueven activamente la descarbonización.

Por ejemplo, hace más de una década, las comunidades locales de países como Alemania y Polonia protestaron activamente contra la construcción de instalaciones de CAC cerca de sus hogares, temiendo posibles fugas de carbono "venenoso". Eso provocó que tales iniciativas se retiraran por completo de la agenda.

El resultado de estas manifestaciones en Alemania condujo a la aprobación de una ley restrictiva sobre la captura de carbono, lo que significa que hasta que no se adapte a favor del almacenamiento de carbono en tierra o en el mar, la captura y almacenamiento de carbono está prácticamente prohibida en territorio alemán.

Del mismo modo, el Gobierno polaco decidió permitir únicamente proyectos de desarrollo experimental de CAC. De hecho, esta postura parece ser la dominante en la mayoría de los países de la UE, ya que algunos de ellos prohíben por completo el almacenamiento subterráneo de carbono y otros lo permiten con estrictas limitaciones, como proyectos piloto o de investigación.

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Sin embargo, esto parece contradecirse con el hecho de que los Estados miembros de la UE y muchos otros países están promoviendo activamente el hidrógeno, que también necesitaría almacenarse bajo tierra si se utilizara a gran escala.

¿Sería este almacenamiento de un gas potencialmente explosivo, que puede inflamarse 20 veces más rápido que la gasolina, más seguro que el almacenamiento de carbono? ¿Y sería posible el almacenamiento de cantidades suficientes de hidrógeno, dado que actualmente sólo puede almacenarse bajo tierra en cavernas de sal distribuidas de forma desigual que no se dan de forma natural en todas partes?

Aunque estas preguntas aún no tienen respuesta, si se tienen en cuenta estos aspectos, el dióxido de carbono puede parecer una sustancia mucho más fácil de manejar.

En este sentido, si realmente necesitamos llegar a cero neto en 2050 con el actual conjunto de tecnologías de descarbonización, probablemente deberíamos reconsiderar nuestra actitud hacia la captura y el almacenamiento de carbono, así como la forma general en que consumimos energía.

Los retos de la transición energética y la descarbonización son tan grandes que lo más probable es que necesitemos todas las soluciones que nos ayuden a alcanzar la emisión neta de carbono cero.

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