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La captura de carbono sigue siendo esquiva
El 1 de octubre, una planta de carbón en West Virginia operada por American Electric Power (AEP) se convirtió en la primera central eléctrica en los EE. UU. En bombear una parte de sus emisiones de dióxido de carbono bajo tierra. Al mismo tiempo, el Departamento de Energía de EE. UU. Está canalizando miles de millones de dólares de estímulo hacia la captura y secuestro de carbono. Y FutureGen, un proyecto respaldado por el gobierno para construir la primera planta de carbón sin emisiones, parece que va a resurgir de las cenizas.
Captura esto : Una instalación de captura y secuestro de carbono operada por American Electric Power y Alstom en la planta de energía Mountaineer en New Haven, WV.
A primera vista, parece que la captura y secuestro de carbono (CAC) está en camino de hacer realidad el carbón limpio. Sin embargo, ninguna operación de CCS a escala comercial está cerca de completarse en los EE. UU., Y hasta que se establezca un precio de mercado para el dióxido de carbono, los expertos dicen que no es probable que las cosas cambien.
Hasta que no haya un mercado, la tecnología no despegará, dice Howard Herzog , ingeniero investigador principal de MIT Energy Initiative. Es asombroso que haya tantos proyectos en marcha como en la actualidad; todos son proyectos de investigación y desarrollo que se financian con subvenciones.
La Ley Estadounidense de Recuperación y Reinversión de 2009 proporcionó $ 3.4 mil millones en fondos federales para proyectos de CCS, incluidos $ 1 mil millones para FutureGen y más de $ 1 mil millones para otras operaciones a escala comercial. Sin embargo, incluso con este dinero, siguen existiendo obstáculos importantes.
Hay una serie de desafíos técnicos que deben superarse, dice Tom Williams, portavoz de la empresa de servicios públicos Duke Energy, que recientemente invirtió $ 17 millones en investigación de captura de carbono en una planta de energía de gasificación de carbón en Edwardsport, IN, y actualmente está buscando financiamiento federal para desarrollar aún más la tecnología de captura y secuestro en la planta. Los desafíos de permisos, los desafíos de secuestro, los desafíos geológicos y los desafíos de eficiencia deben resolverse, dice Williams.
Uno de los desafíos geológicos que enfrentan Duke Energy y otros que investigan en CCS es asegurarse de que la presión dentro de los depósitos en las profundidades de la superficie de la tierra no suba demasiado cuando se inyecta dióxido de carbono. Solo hay ciertos niveles seguros a los que puede aumentar la presión antes de entrar en problemas de sismicidad, dice Herzog.
Ernest Majer , sismólogo del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, informó a los miembros del Senado de los Estados Unidos en septiembre sobre estos peligros potenciales. Él dice que el bombeo subterráneo de dióxido de carbono líquido presurizado tiene el potencial de causar terremotos menores, aunque con la selección adecuada del sitio y las tasas de inyección, esto no debería ser un problema. Si inyecta grandes volúmenes en una falla activa, entonces sí, va a tener problemas, pero llevamos años inyectando aguas residuales de los municipios sin ningún problema, dice. Solo tienes que diseñarlo correctamente.
En particular, esto significa implementar sistemas de monitoreo confiables para rastrear el movimiento de dióxido de carbono a gran profundidad. Los sensores utilizados en los campos de petróleo y gas están bien desarrollados para este propósito, aunque los sistemas de monitoreo menos costosos harían que el secuestro de dióxido de carbono para las plantas de carbón sea más competitivo en costos.
Cada vez que coloca un sensor a miles de pies de profundidad, es necesario perforar un pozo que, según la profundidad y el diámetro, puede costar entre 5 [millones] y 10 millones de dólares, dice Ken Humphreys, de FutureGen Alliance. Humphreys dice que actualmente se están desarrollando sistemas menos costosos, como los sensores acústicos que monitorean el movimiento del dióxido de carbono desde la superficie.
A medida que los ingenieros desarrollan nuevas tecnologías para la captura y secuestro de carbono, los reveses técnicos pueden ser inevitables. AEP, la empresa de servicios públicos que comenzó a bombear el 2 por ciento de sus emisiones de dióxido de carbono bajo tierra el 1 de octubre, esperaba comenzar el secuestro antes, pero el proyecto se retrasó cuando los sensores mostraron un contenido de humedad en el dióxido de carbono más alto de lo previsto. Si el gas licuado contiene demasiada agua, se puede formar ácido carbónico, corroyendo las tuberías de acero utilizadas para transportarlo bajo tierra.
Para reducir el contenido de agua a un nivel seguro, AEP dijo que tendría que enfriar aún más el dióxido de carbono para eliminar el agua a través de la precipitación antes de bombearla bajo tierra. Sin embargo, pruebas adicionales revelaron que el contenido de humedad se había leído mal y que en realidad estaba dentro de niveles seguros.
Definitivamente hay dolores de dientes para ponerlo en funcionamiento, dice Gary Spitznogle de AEP. Es simplemente la naturaleza de un nuevo proceso. No todo funciona bien en la primera iteración.
La legislación de límites máximos y comercio que ahora se está abriendo paso en el Congreso podría ayudar a acelerar las soluciones a muchos de los problemas técnicos que aún enfrenta la CCS. Pero una de las preguntas más importantes que quedan por resolver es si existen depósitos suficientes para almacenar todo el dióxido de carbono que puede ser capturado.
Los depósitos de almacenamiento mejor estudiados son los antiguos depósitos de petróleo y gas cubiertos por capas de roca no porosa que mantuvieron los productos petroquímicos encerrados en las profundidades del subsuelo durante millones de años. Sin embargo, de un estimado de 3947 gigatoneladas de capacidad de almacenamiento de dióxido de carbono en los EE. UU., Solo el 1 por ciento consiste en reservas de petróleo y gas natural agotadas. La gran mayoría de la capacidad (3.630 gigatoneladas) consiste en formaciones salinas profundas que han recibido menos escrutinio.
Estamos en un punto en el que no hay problemas para producir millones de toneladas al año, pero para resolver el problema climático necesitamos hacer miles de millones de toneladas o gigatoneladas al año, y a esa escala, el almacenamiento se convierte en un problema real, dice Herzog.
Majer, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, dice que las pruebas a pequeña escala, como el proyecto piloto de AEP, contribuirán en gran medida a determinar la viabilidad del almacenamiento en acuíferos salinos. Aún no conocemos todas las respuestas, pero prácticamente sabemos cómo obtenerlas, dice. Y quién sabe, la respuesta aún puede ser que no funcionará.