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Artículo del libro Cuadernos de Sostenibilidad nº 2. Soluciones naturales y tecnológicas para frenar el cambio climático

Tecnologías de captura de CO2, una herramienta clave para descarbonizar la economía

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Entrevista a Mercedes Maroto-Valer, Directora del Centro de Investigación e Innovación en Descarbonización Industrial en Reino Unido (IDRIC).

¿Cuáles son las medidas más urgentes que debemos adoptar para frenar el cambio climático? 

No existe una única opción que lo vaya a solucionar todo. Tenemos que desarrollar una gama de soluciones y sea cual sea la opción que consideremos, debemos de tener siempre en mente el criterio de la urgencia. Cuando hablamos de cambio climático generalmente pensamos en el año 2050, que es el plazo marcado para lograr la neutralidad de carbono. Sin embargo, el año realmente clave es 2030, fecha en la que tenemos que haber logrado reducir a nivel global las emisiones de dióxido de carbono en un 50%. Esa es la urgencia.

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Cierre de la llama en horno rotatorio durante el modo de calefacción en planta de cemento.

Estamos emitiendo miles de millones de toneladas de CO2 a nivel global. Para conseguir reducir estas emisiones hay diferentes soluciones según el tipo de sector que emite el CO2, según las cantidades de CO2 que se emiten o incluso la localización geográfica de la empresa emisora. Tenemos que buscar soluciones que sean rápidas, debido a la urgencia del 2030, pero que al mismo tiempo sean escalables y nos permitan una transición justa.  

La descarbonización de la economía es clave. ¿Qué sectores son más fáciles de descarbonizar y cómo de descarbonizados están a día de hoy?

Para lograr cumplir los objetivos de reducción de emisiones y lograr el cero neto, hay que descarbonizar todo. En los últimos años hemos logrado reducir muchas de esas emisiones de CO2  porque se ha descarbonizado un sector en especial que es el sector de la generación eléctrica. Gracias a las energías renovables hemos logrado disminuir en unas cantidades muy importantes nuestras emisiones de CO2 provenientes de la producción de electricidad. Y aunque no hay nada fácil en la lucha contra el cambio climático, ésta es una de las tareas más fáciles.

Lo que nos va quedando ahora es cada vez más difícil, hasta el punto que puede que haya algunos sectores que no podamos descarbonizar. Por eso hemos empezado a capturar CO2 directamente de la atmósfera. 

"Es muy difícil crear un sistema para captura, transporte y almacenamiento de CO2 de un coche. En ese caso, la opción más adecuada será capturar ese CO2 una vez que haya llegado a la atmósfera".
Es muy difícil crear un sistema para captura, transporte y almacenamiento de CO2 de un coche. En ese caso, la opción más adecuada será capturar ese CO2 una vez que haya llegado a la atmósfera.

El sector de la industria es uno de los sectores que son más difíciles de descarbonizar, al igual que el sector del transporte, en especial el sector de la aviación. Y también el sector de los procesos térmicos como la calefacción. Hay varias razones por las que estos sectores son difíciles de descarbonizar. Por ejemplo, los materiales que se usan en sus procesos emiten CO2 precisamente durante el proceso. De esta manera, aunque usemos renovables para todo el suministro de energía que necesita una cementera, por ejemplo, la cementera seguirá produciendo CO2, porque éste se produce en la transformación de los materiales que se usan en estas fábricas (al someter a altas temperaturas algunas materias primas como las calizas). En el caso del sector de la aviación, es muy difícil descarbonizar los vuelos de largo recorrido ya que no hay baterías ni opciones eléctricas para sustituir los combustibles que se usan actualmente.

Lo que estamos haciendo es analizar en cuáles de esos sectores podemos aplicar innovación para conseguir descarbonizarlos.

¿Qué papel juegan las tecnologías de captura de CO2 en este proceso? ¿En qué consisten?

Hay varios tipos de tecnologías dentro del marco de captura, almacenamiento y uso de CO2. Son las llamadas tecnologías CAUC.

Cuando en una central térmica o en una planta siderúrgica o en una cementera, durante la producción de acero, cemento o de combustibles se produce CO2, no se emite sólo, sino acompañado de un conjunto de gases. La mayor parte de esos otros gases (por ejemplo el nitrógeno) son bastante inocuos. 

Lo primero que hay que hacer es capturar ese CO2 y separarlo de los gases con los que aparece mezclado  que sí se pueden emitir a la atmósfera porque no tienen tanto riesgo. Una vez que se captura, hay que transportarlo al lugar donde se vaya a almacenar o a usar. Se trata por lo tanto de un proceso en el que intervienen diferentes tecnologías.

"La captura y  almacenamiento de CO2 podría contribuir a la disminución del cambio  climático con la retirada de la atmósfera de unos 6.000  millones de toneladas de  carbono".
La captura y almacenamiento de CO2 podría contribuir a la disminución del cambio climático con la retirada de la atmósfera de unos 6.000 millones de toneladas de carbono.

Incluso dentro del propio proceso de captura existen varias opciones. Se puede capturar usando filtros o membranas, utilizando un solvente que disuelve el CO2 pero no los demás gases o incluso usando filtros similares a los que se pueden tener en casa para depurar el agua, que retienen el CO2 pero dejan pasar el resto de los gases. 

La elección de la tecnología más adecuada dependerá de cómo se produce ese CO2, de las condiciones de temperatura, de presión o de concentración del dióxido de carbono.

También existen tecnologías para capturar CO2 directamente de la atmósfera. ¿Se trata de las mismas tecnologías?

Hasta cierto punto, sí. Algunos de los materiales que se usan para capturar CO2 de un punto concreto de emisión son parecidos a los que se usan para capturar CO2 del aire. La diferencia es que en este caso la concentración de CO2 es mucho menor (hoy en día en torno a unos 412 ppm frente a por ejemplo valores que pueden llegar al 30% cuando se captura directamente en la industria).

Hoy en día, hay muy pocas empresas, sobre todo si operan en mercados internacionales, que no tengan un plan de sostenibilidad
Hoy en día, hay muy pocas empresas, sobre todo si operan en mercados internacionales, que no tengan un plan de sostenibilidad

¿Cuál de las dos opciones es mejor? Depende. Hay casos en los que tenemos puntos concretos donde se emite bastante CO2 en un sector industrial y tenemos que intentar recuperarlo de ahí. Hay otros casos en los que, por mucho que hagamos, no seremos capaces de capturarlo. Es el caso por ejemplo del sector automovilístico. Es muy difícil crear un sistema para captura, transporte y almacenamiento de CO2 de un coche. En ese caso, la opción más adecuada será capturar ese CO2 una vez que haya llegado a la atmósfera. Esto supone un reto tecnológico mayor, ya que se capturan las concentraciones más diluidas, pero el principio básico desde el punto de vista de ingeniería química es muy parecido.

A día de hoy, ¿cuánto CO2 se está capturando y cuánto habría que capturar para lograr la neutralidad climática? ¿Vamos por el buen camino?

No se está capturando lo suficiente. Hoy en día estamos capturando del orden de 40 millones de toneladas de CO2. Puede parecer mucho per hay que poner esta cifra en perspectiva. A nivel global emitimos unos 35.000 millones de toneladas.

Sin embargo, son tecnologías que sabemos que se pueden implementar. Desde 1996, por ejemplo, hay en marcha un proyecto de captura y almacenamiento de carbono en Noruega que está capturando cerca de un millón de toneladas cada año. 

La captura y almacenamiento de CO2 podría contribuir a la disminución del cambio climático con la retirada de la atmósfera de unos 6.000 millones de toneladas de carbono. Pero nos queda ir un paso más allá y desarrollar y desplegar estas tecnologías a un ritmo mucho mayor de lo que hemos hecho hasta ahora.

¿Y eso cómo se hace? 

Estas tecnologías se han aplicado sobre todo para la disminución de CO2 de centrales térmicas o en la producción de petróleo y gas natural. Ahora lo que estamos haciendo es desplegar estas tecnologías en los sectores industriales de los que hemos hablado más arriba, como el cemento o el acero, sectores que son difíciles de descarbonizar y en los que estas tecnologías todavía no se han aplicado. 

Hay un nivel de innovación en el que todavía podemos contribuir para disminuir los costes y los riesgos y a la hora de acelerar el despliegue de estas tecnologías. Se está haciendo, pero aún a un ritmo lento y es ahí donde juega un papel importante la innovación. Y es que, para la mitad de los recortes de emisiones a nivel global no tenemos aún una tecnología que se pueda implementar.

La captura y el almacenamiento del CO2 nos permite también producir hidrógeno que sea bajo en carbono así como producir combustibles para el sector de aviación, otro ámbito que es muy difícil de descarbonizar. Por lo tanto, nos da la posibilidad de jugar con varios tipos de emisores de CO2. El problema es que aún no hemos logrado implementar la tecnología en la mayoría de estos emisores de carbono. Necesitamos conseguir un despliegue mucho mayor y mucho más rápido del que hemos logrado hasta ahora.

¿Cuál es la actitud general de los diferentes sectores industriales frente a la descarbonización? 

Esto ha cambiado mucho. Hay una mayor concienciación del sector industrial sobre la necesidad de llevar a cabo una transición energética. Las empresas tienen claro que no pueden continuar haciendo las cosas de la misma forma que antes, aunque quizás no hayan decidido qué trayectoria han de seguir para hacerlo, qué tecnologías les pueden ayudar o cómo financiar esa transición. Ahí es precisamente donde puede ayudar la innovación. 

Hoy en día, hay muy pocas empresas, sobre todo si operan en mercados internacionales, que no tengan un plan de sostenibilidad. No significa que hayan determinado exactamente cómo ser más sostenibles pero ahí es donde les tenemos que ayudar. 

Las empresas además se han dado cuenta de que si logran producir rebajando sus emisiones, lograrán generar una nueva industria. En el Reino Unido, por ejemplo, se estima que si logramos usar las tecnologías de captura, almacenamiento y uso del carbono para todo lo que se puede usar, se podrían generar hasta 50.000 puestos de trabajo para el 2030. Por lo tanto, debemos trabajar para encontrar la mejor solución para cada industria.

¿Qué se hace con el CO2 que se captura? ¿Cómo nos “deshacemos” de él y nos aseguramos de que no vuelva a la atmósfera?

Lo primero que hay que hacer es estudiar en detalle los sitios que realmente pueden servir de almacén de CO2. Generalmente se trata de depósitos geológicos profundos y en los cuales hay agua salina, es decir que ese agua no es apta para el consumo humano. Se realiza entonces un estudio de profundidad, ya que cuanto mayor es la profundidad, más se compacta el CO2, lo que permite almacenar más cantidad en una zona más pequeña. Aparte de la profundidad, se busca que la formación geológica tenga una especie de tapa que impida que el CO2 se desplace hacia arriba.

Muchos de estas formaciones geológicas han contenido anteriormente gas natural. Lo que se ha hecho ha sido extraer el gas natural e introducir el CO2. En algunas ocasiones, a medida que se introduce el CO2, se recupera un poco más de gas natural. Es lo que se denomina Extracción Mejorada de Gas (o EGR, en inglés). Y, aparte de analizar minuciosamente dónde se va a almacenar el CO2, se llevan a cabo procesos de monitorización y de verificación para comprobar que el carbono está allí. 

Otra opción que tenemos es usar ese CO2 que se ha capturado para elaborar productos químicos o combustibles. El problema aquí es que, en el caso por ejemplo de los productos químicos, se trata de mercados muy pequeños, sin capacidad para utilizar todo el CO2 capturado. Esto sería diferente si lográramos convertir ese CO2 en combustible, ya que entonces sí que contaríamos con mercados mucho más grandes. Sin embargo, esta tecnología aún no está lo suficientemente desarrollada ni desplegada como para decir que es la manera de combatir el cambio climático.

Para que todas las medidas que están adoptando los países tengan un efecto real sobre el cambio climático es fundamental que haya un compromiso y una colaboración global. ¿Existe realmente esta colaboración o cada país “va a lo suyo”?

Durante las Conferencias de la ONU sobre Cambio Climático (o COPs) se genera una expectativa tal en los medios que parece que todos los problemas se van a resolver allí y que si no se logran resolver en ese momento no se van a resolver nunca o hasta la siguiente COP. Y, si bien estas cumbres son muy importantes porque se toman decisiones a nivel global, la realidad es que se trabaja intensamente antes, durante y después de ellas. Lo que pasa es que este trabajo no se visibiliza tanto.

Sharm el Sheikh (Egipto) sede de la COP27.
Sharm el Sheikh (Egipto) sede de la COP27.

A día de hoy son muchos los países, las compañías y las ciudades que se han comprometido a llegar al nivel cero de emisiones. Lo que realmente nos falta todavía en muchos de esos compromisos no es tanto la ambición o el objetivo, sino la acción. Y esta es una labor del día a día. Para que en 2030 alcancemos el objetivo de reducir emisiones un 50%, 2020 tiene que ser la década de la acción.

Lo realmente importante es ver cómo podemos ayudar a todas estas empresas, ciudades y gobiernos a establecer una hoja de ruta lo suficientemente detallada que permita cumplir esos objetivos. Y, aunque despacio, sí que estamos avanzando en eso. 

Tenemos también que ser muy realistas: vamos a sobrepasar los 1,5 grados de incremento de temperatura del planeta, objetivo que se marcó en el Acuerdo de París. Con lo que se consiguió en la COP26 de Glasgow bajaremos de los 2,7 grados actuales a 2,4 grados, una bajada que se reconoció que no era suficiente. Como consecuencia, las contribuciones determinadas a nivel nacional, es decir, los compromisos de reducción de emisiones de cada país, tendrán que ser revisados por los países antes de la COP27 (antes se revisaban cada 5 años). El mensaje importante que se está trasladando es que aunque vamos por el buen camino, no vamos a llegar, y por lo tanto todos debemos revisar lo que podemos hacer e incrementar nuestros compromisos.  

Usted dirige el Centro de Investigación e Innovación en Descarbonización Industrial del Reino Unido. ¿En qué consiste su trabajo? ¿Qué aprendizajes de ese país cree que se podrían trasladar a otros países?

Dentro de todos los sectores que tenemos que descarbonizar, el sector industrial es un sector muy importante y difícil de descarbonizar. En el Reino Unido, las emisiones del sector industrial representan alrededor del 20% mundial pero al mismo tiempo es un sector que genera un 9% del PIB del país. Así que es un sector que tiene sus problemas porque produce CO2 pero al mismo tiempo es un sector muy necesario. Y no solamente para producir acero o cemento sino también para las energías renovables ya que, por ejemplo, los molinos de viento necesitan acero y cemento. 

En 2021, el Reino Unido fue el primer país a nivel mundial en publicar una estrategia enfocada en la descarbonización industrial. Dentro de esa estrategia se han asignado unos presupuestos para llevar a cabo proyectos de infraestructura y crear hojas de ruta para diferentes sectores. Además, hay un centro de investigación y desarrollo para dar soporte a los planes de infraestructura y esas hojas de ruta. 

Yo fui elegida a finales de 2019 para dirigir ese centro de investigación. En 2020 definimos los objetivos del centro y empezamos a desarrollar los planes. Y desde 2021 estamos ya desarrollando y ejecutando acciones. Gestionamos un total de 142 socios, más de la mitad de los cuales son empresas del sector industrial y tenemos como objetivo que el Reino Unido sea el primer país del mundo en tener un cluster, una región industrial, con emisiones netas cero, para 2040. Durante la década de 2020 vamos a poner en marcha dos zonas industriales de bajas emisiones de carbono. En el 2030 añadiremos dos más y en el 2040 tendremos una que será neta cero.

Trabajamos no solo con el sector tecnológico sino también entendiendo que estas tecnologías necesitan un marco regulador y unos modelos financieros. Y poniendo todos estos elementos en conjunto es cuando realmente consigues una industria que prospere.

"Durante la década de 2020 vamos a poner en marcha dos zonas industriales de bajas emisiones de carbono. En el 2030 añadiremos dos más y en el 2040 tendremos una que será neta cero".
Durante la década de 2020 vamos a poner en marcha dos zonas industriales de bajas emisiones de carbono. En el 2030 añadiremos
dos más y en el 2040 tendremos una que será neta cero.

Lo que se busca es atraer inversión al Reino Unido porque estos van a ser sectores punteros en los que se ha desarrollado y se ha probado la tecnología. El objetivo es mantener la industria, crear nuevos puestos de trabajo, atraer inversión y exportar tecnología. 

El gobierno ha invertido 210 millones de libras, el sector privado 250 millones de libras y a esto hay que añadir 1.000 millones de libras para proyectos de captura y almacenamiento de CO2, entre los que ya se han identificado dos que ya han empezado a desarrollarse en estos últimos meses. Esto supone una oportunidad única para impulsar y acelerar estas tecnologías.

Esto no es un gasto o un coste sino que es una inversión. Me gusta decir que “el que invierte, prospera”. Y la manera de prosperar es invirtiendo en innovación e invirtiendo en la transición energética. 

¿Qué aprendizajes del Reino Unido se podrían trasladar a otros países?

Lo fundamental para cualquier país es que el gobierno, las empresas y las universidades trabajen de manera conjunta y coordinada. Al Centro de Investigación e Innovación en Descarbonización Industrial acuden tanto empresas, como el gobierno o el sector financiero con una necesidad específica y nosotros lo que hacemos es identificar, entre las 23 universidades que trabajan con nosotros, los mejores investigadores y las mejores ideas. Y trabajamos todos juntos en el día a día. Al trabajar codo con codo lo que conseguimos es que esas soluciones se pongan en práctica mucho antes. 

La clave está en que la investigación, la innovación, las empresas y el marco financiero estén unidos desde el día cero del inicio de un proyecto, cocreando las ideas y desarrollando e implementando las soluciones juntos. 

Prof. Mercedes Maroto-Valer

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