Hay muchas incertidumbres con respecto al cambio climático global, pero hay algo de lo que no tengo ninguna duda: no resolveremos el cambio climático agotando los combustibles fósiles.
Entender esto nos lleva a tres posibles vías que podemos seguir para reducir las concentraciones de gases de efecto invernadero y explica por qué he elegido centrar mi investigación en la captura y el almacenamiento de carbono. Podemos:
seguir quemando combustibles fósiles con pocas restricciones o sin ninguna. Superaremos con creces las concentraciones atmosféricas de CO2 de 450 partes por millón (ppm), el nivel que muchos científicos consideran peligroso rebasar, y seguiremos adelante. Tenemos suficientes combustibles fósiles para superar fácilmente las 1.000 ppm. El impacto será significativo, quizá catastrófico
restringir el uso de combustibles fósiles para dejar la mayor parte de nuestro carbón, petróleo y gas bajo tierra (véase el gráfico siguiente). Hoy, más del 85% de la energía comercial se suministra a partir de combustibles fósiles. Dado que no existe voluntad política para aumentar el impuesto a la gasolina ni siquiera cinco centavos, ¿tenemos voluntad política para aprobar políticas que hagan que cientos de billones de dólares en activos permanezcan bajo tierra?
encontrar una tecnología que nos permita utilizar nuestras reservas de combustibles fósiles sin emitir CO2 a la atmósfera. Esa tecnología existe hoy. Se llama captura y almacenamiento de dióxido de carbono, o CCS, por sus siglas en inglés.
Desplegar CCS a la escala necesaria es una tarea monumental. Necesitamos almacenar miles de millones de toneladas de CO2 al año. Sin embargo, este es el nivel de esfuerzo necesario para abordar el cambio climático. Se necesitarán esfuerzos similares con otras tecnologías de mitigación climática, como las energías renovables, la nuclear y la eficiencia. No hay una solución mágica: las necesitamos todas.
Por ahora, sin embargo, CCS se utiliza muy poco, muy lejos de la escala necesaria para reducir significativamente las emisiones. ¿Por qué? Las razones tienen menos que ver con la madurez tecnológica y más con las políticas gubernamentales y los incentivos comerciales que estas crean.
Cómo funciona CCS
Un sistema CCS tiene tres componentes principales:
captura, en la que se elimina el CO2 mediante procesos químicos en centrales eléctricas y otras grandes instalaciones industriales, como refinerías o plantas de cemento. Por lo general, el CO2 capturado se comprime hasta alcanzar un estado similar al líquido
transporte, principalmente por tuberías
almacenamiento en formaciones geológicas profundas, a profundidades superiores a 800 metros (2.600 pies).
Todos los componentes necesarios de un sistema CCS se utilizan hoy comercialmente en algún sector de la economía. Para que se consideren de nivel comercial, estos distintos componentes deben integrarse y ampliarse.
Cuánto carbono hay bajo tierra y cómo su combustión aumentaría el CO2 en la atmósfera.
UN IPCC
El proceso básico para capturar CO2 de corrientes de gas se inventó en la década de 1930. La primera instalación en una caldera industrial comenzó a funcionar en 1978 en Trona, California. En Saskatchewan, Canadá, la primera operación a escala comercial en una central eléctrica (una planta de carbón que genera 110 megavatios y emite más de 1 millón de toneladas de CO2 al año) comenzó en octubre de 2014 y, según sus operadores, está «superando las expectativas».
En EE. UU. hay redes de tuberías de CO2 con más de 4.000 millas de conductos. Estas tuberías se construyeron principalmente para llevar CO2 desde yacimientos naturales hasta campos petrolíferos. En una práctica conocida como recuperación mejorada de petróleo (EOR), se bombea gas CO2 a pozos existentes para forzar la extracción de más petróleo. De esta manera se transportan alrededor de 50 millones de toneladas de CO2 al año.
La inyección de CO2 y otros gases en formaciones geológicas se practica desde hace muchos años. Ya en 1915 se almacenaba gas natural bajo tierra. La primera operación de EOR que inyectó CO2 comenzó en 1972. Los gases ácidos (incluido el CO2) se almacenan en formaciones geológicas desde 1989, principalmente en Canadá. Varios proyectos de demostración de CCS, empezando por Sleipner, de Noruega, en el mar del Norte en 1996, almacenan CO2 a una escala de millones de toneladas al año.
Dos décadas de avances
El primer artículo publicado que se refería a lo que llegaría a convertirse en CCS apareció en 1977.
Sin embargo, pasaron 15 años antes de que el campo de la investigación sobre CCS alcanzara una masa crítica. En 1991, la Agencia Internacional de la Energía puso en marcha el Programa de I+D sobre gases de efecto invernadero, centrado también en CCS. En 1997, EE. UU. estableció su propio programa de investigación en el Departamento de Energía, con una inversión de 1 millón de dólares al año. Desde entonces, esa cifra ha aumentado hasta superar los 200 millones de dólares anuales en la actualidad. En 2005, el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) publicó un Informe especial sobre captura y almacenamiento de dióxido de carbono, que confirmó la posición de CCS como una opción importante para la mitigación del cambio climático.
Una ilustración del Departamento de Energía muestra la idea básica de la captura y el almacenamiento (o secuestro) de carbono.
Departamento de Energía de EE. UU.
Según todas las mediciones, CCS creció de forma espectacular entre 1990 y 2009. Un indicador es la asistencia al principal encuentro internacional sobre CCS (véase el gráfico siguiente). Se anunciaron decenas de proyectos de demostración. Las actividades de investigación y desarrollo en laboratorios y plantas piloto se dispararon. Se desarrollaron disolventes nuevos y mejorados para capturar CO2 de los gases de escape. Se diseñaron, desarrollaron y probaron procesos que integraban la producción de energía y la captura de CO2. Se realizaron pruebas de campo para inyectar CO2 bajo tierra, se desarrollaron marcos regulatorios y se pusieron en marcha programas de divulgación pública.
La visión era tener 20 proyectos de demostración a gran escala en funcionamiento para 2020, momento en que CCS podría considerarse comercial. En 2009, se asignaron miles de millones de dólares en fondos de estímulo de EE. UU. y Europa para ayudar a financiar esa visión. Íbamos camino de la comercialización, pero entonces encontramos algunos baches.
La falta de mercados
Para que cualquier tecnología sea comercial, es necesario establecer mercados. A diferencia de otras tecnologías bajas en carbono, como las renovables y la nuclear, CCS tiene un único propósito: reducir las emisiones de CO2. Por lo tanto, los mercados solo se establecerán mediante políticas climáticas destinadas a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera. En 2009, parecía que esas políticas eran inminentes. Había proyectos de ley de límites máximos y comercio de emisiones en el Congreso de EE. UU. Se esperaba que la reunión climática de Copenhague, a finales de 2009, diera lugar a un nuevo protocolo internacional.
Entonces todo se vino abajo. La política climática se convirtió en un asunto partidista en EE. UU., lo que bloqueó cualquier medida política eficaz, y Copenhague no logró alcanzar un protocolo. Los mercados que habrían impulsado CCS se han aplazado al menos una década, quizá más.
Como indicador del menguante interés por CCS, la asistencia a la conferencia sobre tecnologías de control de gases de efecto invernadero ha disminuido en los últimos años.
Howard Herzog/MIT, proporcionado por el autor
La participación de la industria, como las empresas eléctricas y petroleras, en el desarrollo de CCS es crucial. Sin embargo, a medida que los mercados para esta tecnología se volvieron más inciertos y se postergaron, las empresas reexaminaron su compromiso con CCS.
Y ahora el nivel de apoyo ha caído significativamente, pues las necesidades más inmediatas han pasado a tener prioridad. Los programas gubernamentales que crecieron a tasas de dos dígitos durante muchos años se han estancado o, en algunos casos, han disminuido. Como resultado, menos de la mitad de los 20 proyectos de demostración previstos estarán en funcionamiento en 2020, y la comercialización de CCS se aplazará al menos hasta 2030.
CCS en una encrucijada
El último informe de evaluación del IPCC sobre mitigación mencionó CCS 35 veces en el resumen para responsables de políticas. La Agencia Internacional de la Energía ha afirmado repetidamente que CCS es una tecnología clave para mitigar el cambio climático.
Sin embargo, justo cuando CCS está logrando grandes avances en la construcción de plantas de demostración, el desarrollo de tecnologías nuevas y mejoradas, y la comprensión y gestión de riesgos, la financiación para continuar estas actividades al nivel necesario ha empezado a reducirse. El enfoque a corto plazo ha reemplazado a las estrategias a largo plazo.
Esto no solo preocupa a quienes consideran CCS una tecnología crítica, sino que debería inquietar a todos los que creen que mitigar el cambio climático es una prioridad fundamental. No estamos realizando las inversiones necesarias para alcanzar el objetivo a largo plazo de reducir las emisiones de CO2 un 80% para mediados de siglo.
Prefiero un precio del carbono aplicado a toda la economía para crear mercados para las tecnologías bajas en carbono. Entonces serán los mercados, y no sus defensores, quienes decidan la combinación de tecnologías. Creo que el despliegue de CCS sería significativo con una política así. Sin embargo, hoy dependemos de programas gubernamentales, como las normas de eficiencia de combustible para vehículos ligeros y los mandatos de cartera de energías renovables para las empresas eléctricas, para ayudar a reducir las emisiones de CO2.
Los economistas suelen estar de acuerdo en que estos programas son menos eficaces y más costosos que un precio del carbono para reducir las emisiones de CO2. Si las políticas energéticas se centraran en una reducción a largo plazo del CO2, no veríamos la ralentización de CCS que vemos hoy.
Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde estas opiniones.
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Autor: Howard J. Herzog es ingeniero sénior de investigación en la Iniciativa de Energía del MIT.
Imagen: Vehículos detenidos ante un semáforo en rojo en el centro de Shanghái. REUTERS/Carlos Barria.
