Captura y almacenamiento de CO2: por qué no debemos temer a las fugas

Por Stephanie Flude, University of Oxford y Juan Alcade, Instituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera (ICTJA - CSIC)

La idea es muy sencilla: capturar y almacenar el CO2 en el subsuelo antes de que sea emitido a la atmósfera para que no contribuya a incrementar la crisis climática. Las tecnologías de captura y almacenamiento de CO2 (CAC, o CCS por sus siglas en inglés) podrían funcionar como una aspiradora gigante del CO2 que emiten fábricas y centrales eléctricas y rellenar con él depósitos geológicos subterráneos donde se acumulan de forma natural los combustibles fósiles o el agua.

El primer proyecto íntegramente dedicado a la CAC, Sleipner (en la parte noruega del Mar del Norte), comenzó a inyectar CO2 en reservorios subterráneos en 1996, y ya ha almacenado más de 20 millones de toneladas (Mt) desde entonces. Esta cifra puede parecer impresionante, pero en realidad está muy lejos de ser suficiente.

La Agencia Internacional de la Energía estima que se deberían capturar y almacenarse al menos 21 400 Mt de CO2 para el año 2030 si se pretende limitar el calentamiento global a 2º. Sin embargo, a finales de 2017 solo se habían almacenado 442 Mt de CO2 a escala global.

Entonces, ¿por qué hemos ido tan despacio en la adopción de la CAC? Un motivo importante es el elevado coste de la construcción de las plantas de captura. Si bien el proceso puede parecer muy caro, a la larga resulta mucho más rentable que lidiar con los efectos de no hacer nada para reducir las emisiones.

Pero también hay otras razones. El miedo a que puedan producirse fugas de CO2 en el almacén también está retrasando el necesario desarrollo de la CAC. Si el CO2 inyectado debe permanecer almacenado durante millones de años, pero la compañía que opera el almacén solo dura unas cuantas décadas, ¿quién debería pagar por solucionar una potencial fuga? ¿cuánto costaría un seguro que cubriera hipotéticas contingencias a siglos vista?

La información errónea sobre los fundamentos científicos de la CAC, combinada con el recelo generalizado hacia la industria petrolera (incluyendo la falsa creencia de que esta tecnología es lo mismo que el fracking), parece haber convencido a mucha gente de que el riesgo de fuga en los almacenes de CO2 es muy grande.

Por suerte para nosotros, hay muchos argumentos que nos permiten pensar que el CO2 puede ser almacenado en el subsuelo de forma segura durante millones de años. Los principales están relacionados con los procesos naturales que ocurren durante el almacenamiento, que, además, pueden ser potenciados mediante la selección de los lugares adecuados y la optimización de los procedimientos elegidos.

1. Imitar los almacenes de gas y petróleo

El gas y el petróleo son fluidos que flotan. Se mueven hacia el techo del almacén a través de rocas porosas y permeables hasta que se encuentran con una capa rocosa impermeable (denominada sello). Esta capa actúa como un tapón que impide que se fuguen hacia la superficie. Los fluidos se acumulan en las rocas porosas subyacentes, en los llamados reservorios. Allí permanecen atrapados durante miles o millones de años (o al menos hasta que las compañías petroleras perforan pozos para extraerlos).

Este proceso, denominado atrapamiento estructural, es el que mantiene al petróleo y al gas retenidos en el subsuelo, y tiene el mismo efecto en el CO2. Un buen almacén de CO2 contendrá múltiples capas impermeables entre el reservorio y la superficie.

Pero, ¿qué ocurre si estas capas están atravesadas por una falla o un pozo antiguo mal sellado? La primera línea de defensa es contar con una buena regulación de las actividades de CAC pero, incluso si surgen problemas inesperados, contamos con la ayuda de otros mecanismos que ayudarán a mantener el CO2 atrapado en el subsuelo.

2. Atrapar burbujas de CO2 microscópicas en los poros

Seguro que se habrán fijado en que, cuando se sumerge una esponja en agua, da igual durante cuánto tiempo, siempre quedan burbujas de aire atrapadas dentro de la esponja. Este proceso se denomina atrapamiento residual. Tiene lugar en el subsuelo cuando los gases se mezclan con el agua salada (o salmuera) que rellena los poros de las rocas, haciendo muy difícil que se pueda después sacar todo el gas de la roca.

Cuando se inyecta CO2 en el reservorio, este desplaza a la salmuera y parte de él se quedará retenido permanentemente en forma de burbujas microscópicas. Múltiples experimentos llevados a cabo con rocas típicas de reservorio sugieren que este proceso podría atrapar entre el 12 y el 92 % del CO2 inyectado.

3. Disolver el CO2 en las salmueras subterráneas

El CO2 es soluble en agua. Cuando se produce la inyección en el reservorio, este comienza a disolverse casi inmediatamente en la salmuera. El carbono así disuelto solo podrá ser liberado mediante cambios drásticos en la presión, temperatura y condiciones químicas del almacén, lo que es muy improbable que ocurra de manera natural a tales profundidades.

Por si esto fuera poco, la salmuera saturada en CO2 es más densa que la salmuera normal, por lo que comenzará a hundirse progresivamente hacia el fondo. Esto arrastra el CO2 aún más lejos de la atmósfera, a la vez que promueve la movilización de la salmuera dentro del reservorio, con lo que cada vez se disuelve más CO2 con el tiempo.

En cientos o miles de años, el carbono disuelto reaccionará con los iones metálicos disueltos en la salmuera y comenzará a precipitar en forma de minerales carbonatados, dificultando más si cabe su escape a la atmósfera. Este es el mismo mecanismo que se está empleando en el proyecto Carbfix para atrapar CO2 en rocas basálticas en Islandia.

Merece la pena arriesgarse

Los accidentes pueden ocurrir y ocurrirán. La CAC, como cualquier otra actividad humana, conlleva cierto nivel de riesgo asociado. Sin embargo, sabemos a ciencia cierta que, aunque el almacenamiento fallase, no todo el CO2 inyectado sería liberado a la atmósfera. Buena parte de él quedará atrapado permanentemente en el subsuelo.

Los mecanismos naturales de atrapamiento mencionados nos permiten asegurar que la inmensa mayoría del CO2 (hasta un 98 % de lo inyectado) permanecerá de forma segura en el subsuelo durante 10 000 años, pase lo que pase. Incluso en el peor de los casos, en un improbable escenario de una mala praxis junto a una regulación deficiente, es altamente probable que al menos el 78 % del CO2 inyectado permanezca atrapado en el subsuelo de manera segura.

Los riesgos asociados a las fugas de CO2 del almacén deben, pues, ser ponderados con respecto al peligro de no almacenar nada en absoluto y emitir el 100 % del CO2 a la atmósfera, como está sucediendo en la actualidad.

Para industrias como la manufactura de acero y cemento, ingredientes esenciales para la mayoría de las tecnologías de energías renovables, la CAC es la única opción para reducir sus emisiones asociadas. Además, la CAC puede ayudar a los países en desarrollo a poner en marcha acciones que disminuyan su pobreza energética, a la vez que limitan las emisiones asociadas de CO2.

Mantener las concentraciones de CO2 en niveles suficientemente bajos como para evitar las catastróficas consecuencias del cambio climático será extremadamente difícil, y mucho más costoso sin CAC. No podemos permitirnos retrasar el uso de esta importante tecnología por más tiempo.

Artículo publicado originalmente en The Conversation