Sobre la Captura Directa de CO2 desde el Aire
El Informe Especial sobre Calentamiento Global de 1,5 ºC (2018), preparado por el IPCC, a instancia de la Conferencia de Naciones Unidas sobre Cambio Climático de 2015, estableció que, para lograr el objetivo de no sobrepasar ese límite de temperatura con respecto a la llamada época preindustrial, debemos conseguir, para el año 2050, el llamado NetZero en lo que a emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) se refiere. Un empeño que el propio informe reconoce que es bastante complicado y que necesita de “reducciones de emisiones ambiciosas” y “cambios rápidos, profundos y sin precedentes en todos los aspectos de la sociedad”.
Además de intentar no emitir más GEIs (fundamentalmente CO2) a la atmósfera, el informe recomienda otras actuaciones como, por ejemplo, la captura directa en el propio lugar de la emisión del CO2 producido por grandes emisores del mismo, como es el caso de acerías, cementeras o industrias químicas. Como las cantidades a captar son grandes hay que pensar en qué hacer posteriormente con ese CO2, de lo que enseguida hablaremos.Pero no debemos olvidar un problema inherente al hecho de que llevemos muchos años vertiendo CO2. Dado su ciclo de vida en la atmósfera, seguirá habiendo en ella, durante mucho tiempo, una cantidad de CO2 superior a la deseable para llegar a alcanzar los objetivos que se propusieron en 2015 en Paris. Así que necesitamos, adicionalmente, eliminar cantidades importantes del CO2 que actualmente ya se encuentran en la atmósfera.
Para hacerlo hay soluciones o métodos que podemos llamar naturales como plantar más árboles, auténticos sumideros de ese gas. O, aun mejor, gestionar eficientemente todo lo que tiene que ver con el suelo, los bosques y los cultivos. Pero los cálculos parecen indicar que eso tampoco sería suficiente. Así que, de esa necesidad de hacer algo más, surge la tecnología denominada Captura Directa de Aire, también conocida por sus siglas en inglés, DAC.
Explicado de forma sencilla, la cosa consistente en capturar grandes cantidades de aire por medio de esa especie de ventiladores invertidos que veis en la foto que ilustra esta entrada, eliminar el CO2 presente en él (que como sabéis, solo supone el 0,04% del aire), devolver el aire sin dióxido de carbono a la atmósfera y utilizar el CO2 así obtenido en diversas aplicaciones (p.e. en la fabricación de combustibles sintéticos para aviación, fabricación de plásticos, etc.) o, al igual que el capturado en grandes emisores que mencionaba arriba, almacenarlo geológicamente.
Evidentemente, todo esto parece demasiado sencillo para que sea verdad. Se necesita buscar esos lugares geológicos donde almacenarlo (y donde lo más probable es que haya oposición ciudadana) y buscar nuevas aplicaciones de empleo de ese CO2 para no acumularlo sin fin . Y, si al final le damos un uso, se necesitarán extensas redes de gaseoductos para distribuir ese CO2 a los lugares que vayan a emplearlo, además de adecuados estudios sobre la viabilidad económica de todo ello.
Pero uno ha sido profesor de Termodinámica durante muchos años. Y, en el caso de la DAC, hay un aspecto ligado a la energía del proceso que me intrigaba. Incluso había pergeñado una serie de cálculos al respecto cuando, de repente, me encontré con un artículo que confirmaba mis hipótesis (o, al menos, el autor pensaba en similares términos a los míos). Estaba en el blog The Climate Brinck, alojado en Substack (la plataforma a la que me estoy aficionando un montón). Un blog que comparten dos climatólogos muy conocidos y próximos al IPCC (Andrew Dessler y Zeke Hausfather) aunque, en lo relativo al artículo del que estamos hablando, el autor es el primero.
La Termodinámica permite simular muchos procesos que ocurren en la Naturaleza de forma muy simplificada. Y con la peculiaridad de que, al hacerlo, se puede evaluar la forma más eficiente, en términos energéticos, del proceso simulado. Y así, en el caso de la tecnología DAC, ésta puede modelarse en dos procesos diferenciados. Uno implica la separación del CO2 desde el aire que lo contiene y el otro comprimirlo hasta una presión alrededor de 100 veces la presión atmosférica, que sería la adecuada para almacenarlo en algún depósito geológico. Los que conocen algo de Termodinámica saben que, para hacerlo, hay que definir los llamados estados iniciales y finales del proceso, la trayectoria reversible entre ambos, funciones de estado que, como la energía libre de Gibbs, cuantifican la energía implicada en el proceso y cosas similares. Pero eso se queda para los profesores que quieran usar la entrada a la que me estoy refiriendo para plantear un problema sencillo de Termo a sus estudiantes.
El resultado, en el caso de la separación, es que necesitaríamos 500 kilojoules (kJ) para separar 1 kilo de CO2 del aire. Si quisiéramos eliminar los cuarenta mil millones de toneladas de CO2 que actualmente se emiten cada año, necesitaríamos del orden de 2x10(19) J cada año, lo que corresponde a la energía suministrada durante ese año por el equivalente de 300 presas Hoover, una presa gigantesca situada en el curso del río Colorado. O la proporcionada anualmente por 350 centrales nucleares como la de Almaraz. Y si ahora calculamos la energía necesaria para comprimir todo ese gas a 100 atmósferas, necesitaríamos un 50% adicional de la energía anterior. En total, y si hacemos los cálculos necesitaríamos aproximadamente el 6% de toda la energía consumida anualmente por la humanidad. O, en términos de potencia eléctrica, alrededor de un Teravatio (TW).
Pero, y esto es lo más importante, ese es el valor más pequeño que puede esperarse en virtud de las simplificaciones termodinámicas que hemos realizado para obtenerlo. De ahí hacia arriba, todo dependerá de los procesos realmente implicados. Algunas de las compañías que están liderando la investigación en este campo estiman que ese gasto energético podría multiplicarse por diez. Y, evidentemente, solo podría hacerse a partir de energías renovables como la eólica, la fotovoltaica, la hidroeléctrica, la geotérmica, etc. Porque, si tuviéramos que usar combustibles fósiles para obtener la energía necesaria, sería la pescadilla que se muerde la cola.
Así que no es extraño que Dressler termine su entrada diciendo que aunque su intención “no es abogar a favor o en contra de la DAC, los beneficios que de ella se derivarían serían de tanto calado como los obstáculos técnicos, económicos o industriales a abordar”. Y, como buen seguidor de las conclusiones del IPCC, argumenta que “nuestra prioridad debe ser descarbonizar nuestra economía”.
Lo que, visto lo visto por el momento, no es tampoco una cuestión baladí.
Para hacerlo hay soluciones o métodos que podemos llamar naturales como plantar más árboles, auténticos sumideros de ese gas. O, aun mejor, gestionar eficientemente todo lo que tiene que ver con el suelo, los bosques y los cultivos. Pero los cálculos parecen indicar que eso tampoco sería suficiente. Así que, de esa necesidad de hacer algo más, surge la tecnología denominada Captura Directa de Aire, también conocida por sus siglas en inglés, DAC.
Explicado de forma sencilla, la cosa consistente en capturar grandes cantidades de aire por medio de esa especie de ventiladores invertidos que veis en la foto que ilustra esta entrada, eliminar el CO2 presente en él (que como sabéis, solo supone el 0,04% del aire), devolver el aire sin dióxido de carbono a la atmósfera y utilizar el CO2 así obtenido en diversas aplicaciones (p.e. en la fabricación de combustibles sintéticos para aviación, fabricación de plásticos, etc.) o, al igual que el capturado en grandes emisores que mencionaba arriba, almacenarlo geológicamente.
Evidentemente, todo esto parece demasiado sencillo para que sea verdad. Se necesita buscar esos lugares geológicos donde almacenarlo (y donde lo más probable es que haya oposición ciudadana) y buscar nuevas aplicaciones de empleo de ese CO2 para no acumularlo sin fin . Y, si al final le damos un uso, se necesitarán extensas redes de gaseoductos para distribuir ese CO2 a los lugares que vayan a emplearlo, además de adecuados estudios sobre la viabilidad económica de todo ello.
Pero uno ha sido profesor de Termodinámica durante muchos años. Y, en el caso de la DAC, hay un aspecto ligado a la energía del proceso que me intrigaba. Incluso había pergeñado una serie de cálculos al respecto cuando, de repente, me encontré con un artículo que confirmaba mis hipótesis (o, al menos, el autor pensaba en similares términos a los míos). Estaba en el blog The Climate Brinck, alojado en Substack (la plataforma a la que me estoy aficionando un montón). Un blog que comparten dos climatólogos muy conocidos y próximos al IPCC (Andrew Dessler y Zeke Hausfather) aunque, en lo relativo al artículo del que estamos hablando, el autor es el primero.
La Termodinámica permite simular muchos procesos que ocurren en la Naturaleza de forma muy simplificada. Y con la peculiaridad de que, al hacerlo, se puede evaluar la forma más eficiente, en términos energéticos, del proceso simulado. Y así, en el caso de la tecnología DAC, ésta puede modelarse en dos procesos diferenciados. Uno implica la separación del CO2 desde el aire que lo contiene y el otro comprimirlo hasta una presión alrededor de 100 veces la presión atmosférica, que sería la adecuada para almacenarlo en algún depósito geológico. Los que conocen algo de Termodinámica saben que, para hacerlo, hay que definir los llamados estados iniciales y finales del proceso, la trayectoria reversible entre ambos, funciones de estado que, como la energía libre de Gibbs, cuantifican la energía implicada en el proceso y cosas similares. Pero eso se queda para los profesores que quieran usar la entrada a la que me estoy refiriendo para plantear un problema sencillo de Termo a sus estudiantes.
El resultado, en el caso de la separación, es que necesitaríamos 500 kilojoules (kJ) para separar 1 kilo de CO2 del aire. Si quisiéramos eliminar los cuarenta mil millones de toneladas de CO2 que actualmente se emiten cada año, necesitaríamos del orden de 2x10(19) J cada año, lo que corresponde a la energía suministrada durante ese año por el equivalente de 300 presas Hoover, una presa gigantesca situada en el curso del río Colorado. O la proporcionada anualmente por 350 centrales nucleares como la de Almaraz. Y si ahora calculamos la energía necesaria para comprimir todo ese gas a 100 atmósferas, necesitaríamos un 50% adicional de la energía anterior. En total, y si hacemos los cálculos necesitaríamos aproximadamente el 6% de toda la energía consumida anualmente por la humanidad. O, en términos de potencia eléctrica, alrededor de un Teravatio (TW).
Pero, y esto es lo más importante, ese es el valor más pequeño que puede esperarse en virtud de las simplificaciones termodinámicas que hemos realizado para obtenerlo. De ahí hacia arriba, todo dependerá de los procesos realmente implicados. Algunas de las compañías que están liderando la investigación en este campo estiman que ese gasto energético podría multiplicarse por diez. Y, evidentemente, solo podría hacerse a partir de energías renovables como la eólica, la fotovoltaica, la hidroeléctrica, la geotérmica, etc. Porque, si tuviéramos que usar combustibles fósiles para obtener la energía necesaria, sería la pescadilla que se muerde la cola.
Así que no es extraño que Dressler termine su entrada diciendo que aunque su intención “no es abogar a favor o en contra de la DAC, los beneficios que de ella se derivarían serían de tanto calado como los obstáculos técnicos, económicos o industriales a abordar”. Y, como buen seguidor de las conclusiones del IPCC, argumenta que “nuestra prioridad debe ser descarbonizar nuestra economía”.
Lo que, visto lo visto por el momento, no es tampoco una cuestión baladí.
