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Almacenamiento de dióxido de carbono bajo el océano
Una forma de combatir el cambio climático global es capturar directamente el dióxido de carbono, el principal gas de efecto invernadero, a medida que se emite, y almacenarlo de forma segura. Pero los métodos de secuestro de dióxido de carbono, en particular, el bombeo del gas a estructuras geológicas subterráneas como los depósitos de petróleo agotados, no son prácticos en muchas áreas y generan temores de que el dióxido de carbono almacenado se escape.
Una mejor manera de almacenar dióxido de carbono: bombearlo al fondo del mar en forma líquida. Allí, la alta presión y las bajas temperaturas lo hacen más denso que el agua en la roca circundante, lo que evita que suba a la superficie. (Fuente: Daniel Schrag. Artista: Jared T. Williams)
Ahora, investigadores de la Universidad de Harvard y la Universidad de Columbia han propuesto un nuevo método para atrapar cantidades casi ilimitadas de dióxido de carbono, una técnica que dicen será segura, así como una opción práctica para áreas ubicadas lejos de reservorios subterráneos.
Los investigadores, en un artículo publicado en línea esta semana en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, proponen que se bombee dióxido de carbono al sedimento poroso unos cientos de metros en el fondo del mar en partes profundas del océano (a más de 3.000 metros de profundidad). ), en lo que uno de los investigadores, Dan Schrag, profesor de geoquímica en Harvard, llama una solución permanente bastante simple.
La clave fue encontrar un punto óptimo, donde la presión y la temperatura del entorno circundante hacen que el dióxido de carbono sea más denso que los fluidos circundantes, atrapándolo en su lugar. Esta situación ocurre en el fondo del océano debido a una combinación de alta presión y bajas temperaturas, un hecho que otros también han notado en propuestas para almacenar dióxido de carbono en partes profundas del océano.
Pero tales inyecciones matarían la vida del océano y, a menos que se capture en fosas profundas, el dióxido de carbono podría ser transportado por las corrientes a áreas poco profundas, donde podría volver a entrar en la atmósfera.
La idea de los investigadores fue que las inyecciones en el fondo del mar podrían aprovechar la presión y la temperatura del océano, evitando al mismo tiempo los efectos secundarios negativos de propuestas anteriores. El dióxido de carbono, en forma líquida, se llevaría al sitio de secuestro por barco o tubería, y se canalizaría al fondo del mar con equipo como el que usa la industria petrolera para perforar pozos en aguas profundas. Una vez debajo del fondo del mar, el dióxido de carbono interactuaría con los fluidos circundantes y produciría cristales de hielo hidratados, que taponarían los poros de la roca, sirviendo como una capa secundaria del dióxido de carbono. Durante cientos de años, el dióxido de carbono se disolvería en el agua circundante y luego solo tendría el potencial de filtrarse por difusión, un proceso lento que tomaría millones de años, dicen los investigadores. En los próximos cinco años esperan realizar una prueba de campo a gran escala de este nuevo enfoque.
A medida que aumentan las preocupaciones sobre el impacto de las emisiones de dióxido de carbono en el cambio climático global, los investigadores buscan cada vez más formas de eliminar los gases de efecto invernadero de la atmósfera. Pero, hasta ahora, los proyectos a escala industrial han sido limitados. Entre ellos, el gigante petrolero BP y GE anunciaron recientemente un proyecto para construir plantas de energía en Escocia y California que obtengan hidrógeno de combustibles fósiles y secuestran el subproducto de dióxido de carbono. Y Statoil en Stavanger, Noruega, separa el exceso de dióxido de carbono en el gas natural extraído en sus operaciones mineras del Mar del Norte y lo inyecta en depósitos subterráneos. Si bien estos reservorios están bajo el océano, están bajo muy poca agua y demasiado profundo debajo del fondo del mar para usar los mecanismos descritos por Schrag y sus colegas.
El método de almacenamiento más destacado hoy en día (el proyecto de Statoil es un ejemplo) consiste en depositar dióxido de carbono en formaciones geológicas subterráneas, como los campos de petróleo agotados. Aquí, la dinámica entre el dióxido de carbono y los fluidos circundantes es diferente a la del fondo del mar, donde el océano mantiene los fluidos frescos. Más bien, estas formaciones son calentadas por la corteza terrestre, y la alta temperatura hace que el dióxido de carbono sea menos denso que el agua en la roca circundante, haciéndolo propenso a subir a la superficie, dice Schrag de Harvard.
Las inyecciones del suelo marino también ofrecen una inmensa capacidad de almacenamiento. Si todos los reservorios geológicos conocidos para el almacenamiento convencional fueran utilizables, podrían almacenar todo el dióxido de carbono que se produce actualmente cada año y continuar haciéndolo durante 80 años con las tasas de emisión actuales. Por el contrario, el almacenamiento en el fondo del mar alrededor de los Estados Unidos por sí solo podría almacenar miles de años de producción de dióxido de carbono en Estados Unidos, estiman los investigadores.
Robert Socolow, codirector de la Iniciativa de Mitigación de Carbono de la Universidad de Princeton, señala que el método de inyección en el fondo marino tiene la ventaja de ser intrínsecamente seguro. Pero él dice que los reservorios bien mapeados, lejos de áreas sísmicamente activas, se pueden tapar de manera efectiva para evitar que se escape el gas de efecto invernadero y, por lo tanto, estos métodos seguirán teniendo un lugar.
De hecho, los costos del nuevo método del fondo marino variarán, dice Schrag, pero probablemente serán un poco más que para el almacenamiento en tierra. Sin embargo, podría ser más económico para áreas cercanas al océano, especialmente aquellas alejadas de un reservorio geológico conocido. Si está sentado junto a un lavabo grande, probablemente sea un poco más caro. Si estás en Nueva Jersey y tienes que bombear el dióxido de carbono 300 millas para llegar a esa cuenca, entonces diría que no. Señala que el costo de cualquier método de secuestro a gran escala aún no está claro.
La necesidad de esquemas de secuestro de carbono robustos y potencialmente económicos es enorme, dice Nathan Lewis, profesor de química en Caltech. Si bien aún requiere una validación más experimental, dice que el trabajo de Schrag es potencialmente muy importante. Debería considerarse muy en serio.