TRIBUNA de Rick Stathers, senior GRI analyst, climate specialist; Darryl Murphy, managing director, Infrastructure; y Stanley Kwong, ESG associate director, Real Assets; Aviva Investors. Comentario patrocinado por Aviva Investors.
A medida que la reducción de los volúmenes de CO2 en la atmósfera va convirtiéndose en una prioridad cada vez más urgente en la lucha contra el cambio climático, los métodos tanto nuevos como consolidados para eliminar este gas cobran un protagonismo mayor.
Sobre el techo de la planta de conversión de residuos en energía de Hinwil, Suiza, se asienta una enorme estructura metálica que alberga múltiples entradas de aire diseñadas para capturar dióxido de carbono (CO2) directamente del aire. Estos grandes ventiladores introducen aire en un circuito de conductos interiores, donde unos filtros recubiertos de un producto absorbente retienen el CO2. En fases posteriores del proceso, estos filtros se calientan para liberar el gas, que se transporta hasta un invernadero para mejorar el crecimiento de las plantas que allí se cultivan(1). En otra instalación, el CO2 capturado se aprovecha para añadir gas a bebidas, y en Islandia se bombea para almacenarlo en estratos de roca subterráneos situados a gran profundidad.
De estas aplicaciones surgen diversas preguntas: ¿podría la captura y el almacenamiento directo de carbono (DACCS, por sus siglas en inglés) con fines comerciales, o cualquier otro enfoque similar, jugar un papel importante en la reducción del CO2 atmosférico? ¿O podrían estos suponer problemas adicionales si terminan por retrasar la adopción de opciones de consumo complejas pero que puedan ser más eficaces?
Una cuestión de escala
El análisis del ciclo del carbono revela la verdadera magnitud del problema. Tal y como se muestra en la Figura 1(2), el flujo neto de CO2 anual liberado en la atmósfera es de alrededor de 17 gigatones (es decir, de 17 millones de toneladas). La planta más grande de Climeworks captura menos de un millón de toneladas al año. Aunque actualmente el coste del proceso es de alrededor de 600 dólares por tonelada, la compañía afirma que podría reducirse en un 80% si su escala se ampliase(3).
Mientras tanto en Canadá, otro operador (en concreto la empresa Carbon Engineering) está explorando la posibilidad de utilizar CO2 capturado del aire para fabricar combustible sintético para aviones a reacción. Tanto para Climeworks como para Carbon Engineering, la prioridad fundamental es la utilización. Sin embargo, las tecnologías todavía están evolucionando, y el alcance de la captura y el almacenamiento directo de carbono es aún demasiado limitado como para tener un impacto significativo sobre la reducción de las emisiones.
Figura 1: El ciclo del carbono: flujos netos de CO2
Fuente: Cameron Hepburn et al., "The technological and economic prospects for CO2 utilization and removal", Nature 575, 6 de noviembre de 2019. Nota: Datos en gigatones de CO2 (Gt CO2). Basado en la media de flujos anuales durante el periodo 2008-2017.
¿Una revolución industrial?
Pero, ¿qué hay de la captura y el almacenamiento de carbono (CCS, por sus siglas en inglés) en zonas industriales, particularmente en fuentes puntuales como fundiciones, plantas cementeras y similares? Estas plantas comerciales a gran escala son difíciles de descarbonizar, ya que el CO2 que generan es un subproducto de los procesos químicos que tienen lugar en su interior.
Tomemos como ejemplo la planta operada por Emirates Steel Industries en Abu Dabi, donde el CO2 generado por la fabricación de acero se captura, comprime y transporta hasta yacimientos de gas natural en alta mar(4). Además de mejorar la tasa de recuperación, este proceso permite almacenar CO2 en acuíferos subterráneos profundos. En este caso, la relación entre el CO2 inyectado y el gas natural extraído es de 1 a 1,5. Por tanto, aunque se están abordando dos problemas simultáneamente, la extracción de combustible supera al almacenamiento de CO2.
Pese a que los EAU están comprometidos con la expansión de las energías renovables, el proceso de captura (desarrollado originalmente dentro de la industria del petróleo y el gas de Estados Unidos) perpetúa un modelo energético basado en los combustibles fósiles. La captura y compresión de CO2 consume grandes cantidades de energía y aumenta considerablemente las necesidades energéticas totales, lo que supone una penalización por consumo específica en cada emplazamiento.
Muchos de los escenarios que está considerando el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), según los cuales el calentamiento global alcanzaría los 1,5 °C, dependen de la CSS. Sin embargo, las consideraciones económicas y logísticas necesarias para capturar, licuar y transportar el CO2 hasta diferentes ubicaciones para su almacenamiento no son viables por el momento.
Secuestrar (o almacenar) una parte significativa del carbono industrial exigiría un enorme desarrollo de la tecnología de CCS. En 2019, había en todo el mundo 19 plantas de CCS en funcionamiento, y se estaban construyendo otras cuatro en diferentes fases de desarrollo(5). Pero para secuestrar poco más del 15% de las emisiones industriales de CO2 actuales, sería necesario multiplicar por 100 la capacidad mundial de CCS(6).
Otro problema práctico es el que surge a la hora de identificar lugares adecuados para un geoalmacenamiento de bajo coste. La industria de los combustibles fósiles dispone de alrededor de 1000 gigatones de capacidad en yacimientos agotados(7), y el interés que suscitan determinados emplazamientos en los que los geólogos ven potencial, como la cuenca de Cooper en Australia, es cada vez mayor. De hecho, se calcula que, en esta zona, el almacenamiento del CO2 podría tener un coste de tan solo 20 dólares por tonelada métrica(8).
¿Sanciones o incentivos?
En cualquier caso, serán las políticas públicas las que determinen lo que va a suceder en el futuro. Si las sanciones por la emisión de CO2 aumentan de forma significativa o se mejoran las subvenciones, habrá más posibilidades de que los desafíos actuales se aborden. Por el contrario, si la cuantía de las sanciones permanece en niveles bajos, es poco probable que el ritmo de desarrollo de la CCS aumente.
Mientras tanto, la cuenta atrás del reloj medioambiental sigue en marcha. Debemos recordar que nos encontramos ya en 2020 y es necesario reducir las emisiones en alrededor de un 50% en 10 años. En nuestra opinión, la tecnología de CCS no se desarrollará a la velocidad y escala necesarias para alcanzar dicho objetivo en el plazo del que disponemos.
Aunque el coste de la CCS no resulte atractivo en la actualidad, aún es posible que adquiera un mayor protagonismo en el futuro. Podemos verlo en el crecimiento que las energías renovables han experimentado en los últimos 15 años. Una visión pragmática del problema podría ser que, en nuestro camino hacia el objetivo de cero emisiones netas, necesitaremos algún combustible con un alto contenido de carbono y la CCS podría formar parte de la solución para mitigar sus efectos.
Soluciones naturales
Además de las soluciones técnicas, existen varios métodos naturales que también permiten secuestrar carbono. La naturaleza garantiza un enorme flujo de CO2 hacia la tierra a través de la fotosíntesis, y el aumento de la concentración de CO2 atmosférico ha supuesto también un incremento en el ritmo de crecimiento de la vegetación(9).
Pero, al mismo tiempo, desaparecen bosques en todo el mundo. En 2019, la destrucción de millones de hectáreas de bosque primario supuso la liberación de 1,8 gigatones de carbono, lo que equivaldría a poner en carretera 400 millones de automóviles(10).
El suelo es también un gigantesco almacén que contiene 2500 gigatones de carbono, una cantidad muy superior a la que representan la atmósfera y todas las plantas y animales vivos en su conjunto(11). Sin embargo, su capacidad para actuar como sumidero térmico ha disminuido.
Cerca del 25% de las emisiones globales es consecuencia de la forma en que utilizamos la tierra. Alrededor del 77% del suelo agrícola se destina a la producción de carne, pese a que esta solo contribuye a aproximadamente el 18% de la ingesta mundial de calorías. Si modificásemos nuestra dieta, podríamos generar cambios significativos en nuestros volúmenes de emisiones.
De hecho, los académicos creen que, solo con una mejora de la gestión de las tierras de cultivo, podríamos eliminar una cantidad de carbono equivalente a la generada por la industria del transporte mundial(12).
¿Una oportunidad de inversión?
En un momento en el que los países comienzan a establecer sus objetivos de cero emisiones netas, las formas de mejorar los procesos naturales de secuestro acaparan cada vez más atención. En este sentido, el aumento del rendimiento de las cosechas o la fabricación de químicos bioderivados o productos forestales podrían ser útiles sumideros de carbono, y a medida que estos van sometiéndose a un mayor grado de análisis, aumentan también las posibilidades de invertir en ellos.
La silvicultura comercial en rotación es una de las opciones. Alrededor del 50% de la masa de un árbol es carbono, y el mundo padece actualmente una escasez de productos forestales. La madera, los envases de base vegetal y las materias primas para bioenergía son objeto, en todos los casos, de una sólida demanda, pero la tasa a la que las diferentes especies secuestran carbono varía considerablemente, como muestra la Figura 2.
Figura 2: Tasas de secuestro natural ilustrativas
Fuente: Woodland Carbon Code. Nota: Datos en toneladas de dióxido de carbono equivalente por hectárea.
Pero las soluciones naturales entrañan también sus propios dilemas si uno pretende obtener resultados con adicionalidad (es decir, tasas de secuestro superiores a las naturales) e invertir a escala. Los plazos son también una consideración importante, ya que destruir la cubierta vegetal primaria y sustituirla por bosques comerciales puede crear una deuda de carbono inicialmente, ya que los árboles recién plantados absorben menos carbono que los bosques vírgenes(13).
Además, existen retos prácticos, como el que plantea el hecho de que los sistemas utilizados para medir el secuestro del carbono son voluntarios y no se encuentran normalizados.
Lograr unas emisiones netas negativas a través de la bioenergía
Otras consideraciones pasan por combinar métodos que secuestran carbono durante largos periodos en los materiales de construcción con otros que lo hacen durante periodos más cortos en la bioenergía. Esta última está recibiendo mucha atención, especialmente en su versión combinada con la CCS (conocida como BECCS), y ello se debe al hecho de que las centrales eléctricas son las principales emisoras de CO2.
Si la materia prima natural se cultiva de manera sostenible, es posible cosecharla y quemarla para generar electricidad almacenando el CO2 resultante bajo el suelo. Por tanto, teóricamente la BECCS genera en total unas emisiones de carbono negativas. Pero una vez más, tiene también su lado negativo, ya que la madera tiene una densidad energética inferior a la del carbón y, en consecuencia, una central eléctrica de madera requiere más combustible para lograr la misma producción.
Un posible beneficio indirecto de la BECCS es que podría impulsar el desarrollo del hidrógeno como combustible. El atractivo de esta opción radica en que el hidrógeno es un portador de energía sin carbono, de modo que, cuando se quema, el único subproducto que genera es agua. Aunque su uso podría hacer que las perspectivas de lograr unas emisiones cero netas mejorasen significativamente, este elemento es también altamente inflamable y corroe el acero, por lo que podría requerir la creación de una infraestructura paralela o la adaptación de las redes existentes para permitir el uso de una mezcla de combustible basada en él.
Hora de actuar
Aunque el consenso en torno a la necesidad de reducir el CO2 en la atmósfera y secuestrar más carbono en diferentes sumideros es cada vez mayor, existen importantes divergencias en torno a cuál sería la mejor forma de lograrlo. Sin embargo, la creciente incidencia de los fenómenos climáticos extremos hace que adoptar acciones sea ya imperativo.
Existen tecnologías y enfoques de eficacia demostrada que pueden empezar a marcar diferencias inmediatamente. Las energías renovables funcionan, el precio del almacenamiento de energía comienza a ser viable, los vehículos eléctricos son cada vez más eficientes y la mejora de la gestión del suelo puede marcar enormes diferencias. Lo que no podemos hacer es seguir mirando al horizonte en busca de soluciones mágicas que nos permitan seguir como hasta ahora.
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Fuentes:
1 "Direct air capture: A technology to reverse climate change", Climeworks. https://www.climeworks.com/page/co2-removal
2 Cameron Hepburn et al, "The technological and economic prospects for CO2 utilization and removal", Nature, 6 de noviembre de 2019. https://www.nature.com/articles/s41586-019-1681-6
3 "The Swiss company hoping to capture 1% of global CO2 emissions by 2025", Carbon Brief, 22 de junio de 2017. https://www.carbonbrief.org/swiss-company-hoping-capture-1-global-co2-emissions-2025
4 Anthony McAuley, "Abu Dhabi starts up the world’s first commercial steel carbon capture project", The National, 5 de noviembre de 2016. https://www.thenational.ae/business/abu-dhabi-starts-up-world-s-first-commercial-steel-carbon-capture-project-1.213295
5 "Global Status of CCS 2019", Global CCS Institute. https://www.globalccsinstitute.com/resources/global-status-report/
6 "The value of CCS", Global CCS Institute. https://www.globalccsinstitute.com/wp-content/uploads/2020/05/Thought-Leadership-The-Value-of-CCS-2.pdf
7 Sara Budinis et al, "An assessment of CCS costs, barriers and potential", Energy Strategy Reviews, 22 de noviembre de 2018. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211467X18300634?via%3Dihub
8 Craig Guthrie, "BP deal boosts Santos’ CCS ambitions", Petroleum Economist, 13 de marzo de 2020. https://www.petroleum-economist.com/articles/low-carbon-energy/energy-transition/2020/bp-deal-boosts-santos-ccs-ambitions
9 "World's forests increasingly taking up more carbon", National Science Foundation, 25 de febrero de 2019. https://bit.ly/3lWRroq
10 "We lost a football pitch of primary rainforest every 6 seconds in 2019", World Resources Institute, 2 de junio de 2020
11 Renee Cho, "Can soil help combat climate change?" Earth Institute, Columbia University, 21 de febrero de 2018. https://blogs.ei.columbia.edu/2018/02/21/can-soil-help-combat-climate-change/
12 R.J. Zomer et al, "Global Sequestration Potential of Increased Organic Carbon in Cropland Soils", Nature, 14 de noviembre de 2017
13 "EU must not burn the world's forests for 'renewable' energy", The Guardian, 14 de diciembre de 2017. https://www.theguardian.com/environment/2017/dec/14/eu-must-not-burn-the-worlds-forests-for-renewable-energy
