Las industrias intensivas en carbono pueden aumentar el reciclaje de CO2

Algunos de los mayores contaminadores (las industrias del acero, el cemento y los productos químicos, que representan más de dos tercios de todas las emisiones industriales de dióxido de carbono en la UE) ya han logrado algunos avances, reduciendo las emisiones en casi un 30% entre 1990 y 2018. en parte gracias a la política climática emblemática de la UE, el Sistema de Comercio de Emisiones, que sigue el principio de "quien contamina paga", en el que ciertas industrias pagan una asignación de emisiones (limitada) por cada tonelada de CO2 equivalente que inyectan a la atmósfera.

Este enfoque ha tratado de desincentivar el uso de combustibles fósiles cobrando un poco por las emisiones, pero no es suficiente ni lo suficientemente rápido, dice Stuart Haszeldine, profesor de captura y almacenamiento de carbono en la Universidad de Edimburgo, Reino Unido.

“Las políticas que tenemos en este momento son buenas para comenzar el viaje, pero definitivamente no llegan al punto final del viaje. Hay formas de lograr estos objetivos, pero no nos hemos atrevido a lograrlos ".

En lugar de lidiar con la producción desordenada, la forma más limpia de reducir las emisiones de efecto invernadero es usar electricidad renovable como la principal fuente de energía, pero esto no siempre es factible. Plantar árboles para absorber el carbono de la atmósfera podría ser otra pieza crucial del rompecabezas, pero es un tipo de solución lenta y constante, una que llevará años y escalará para lograr un cambio significativo.

Capturar y almacenar

Quizás el ingrediente más crítico para cumplir con el pacto del Acuerdo de París de limitar el calentamiento global a 'muy por debajo' de 2 ° C en comparación con los niveles preindustriales es la tecnología industrial probada diseñada para capturar y almacenar CO2 antes de que sea emitido a la atmósfera, dice el Prof. Haszeldine.

Esto podría hacerse exigiendo a las industrias intensivas en carbono que inviertan progresivamente en almacenar y / o reciclar un porcentaje del CO2 que producen, sugirió.

La industria del cemento, por ejemplo, produce más de 4 mil millones de toneladas de producto cada año, lo que representa alrededor del 8% de las emisiones globales de CO2, pero solo un tercio de sus emisiones emanan del uso de combustible para generar energía, lo que significa cambiar a energía renovable. no es suficiente.

La mayor parte de sus emisiones están intrínsecamente ligadas al proceso de producción de clínker, uno de los principales ingredientes del cemento.

Para hacer que la producción del material de construcción más utilizado sea más ecológica, proyectos como CLEANKER están probando en un entorno industrial la aplicabilidad de capturar el CO2 liberado durante el proceso de producción de cemento. CLEANKER utiliza la denominada tecnología de bucle de calcio, que utiliza sorbentes a base de óxido de calcio para capturar CO2 a altas temperaturas.

La tecnología tiene el potencial de aprovechar más del 90% del CO2 producido en una planta de cemento, dice Riccardo Cremona, quien está trabajando con investigadores del Politecnico di Milano, una universidad en Italia, en el proyecto CLEANKER.

Un obstáculo clave para la adopción es el costo: el costo de implementar dicha tecnología es del mismo orden de magnitud que la construcción de una planta de cemento, por lo que es un inconveniente para los productores en este momento. Pero si se quieren cumplir el Acuerdo de París y los objetivos para 2050, dijo, "tenemos que adoptar esta tecnología ... la captura de carbono será fundamental para las grandes industrias que quieren estar libres de carbono".

Una vez que se ha capturado el CO2, se puede comprimir a estado líquido y luego se puede bombear bajo tierra para reponer, por ejemplo, depósitos de petróleo y gas agotados o lechos de carbón.

Reciclado

El CO2 capturado también podría reciclarse para producir otros productos de valor, que era el objetivo del reciente proyecto Carbon4PUR. El objetivo, dice la coordinadora del proyecto, la Dra. Liv Adler de la compañía de polímeros Covestro Deutschland, era demostrar y evaluar si es técnicamente posible, económicamente factible y sostenible reciclar los gases de las acerías que contienen CO2 y monóxido de carbono en compuestos intermedios que se pueden utilizar para producir tableros aislantes o revestimientos de madera.

El proyecto ha arrojado resultados prometedores, demostrando la capacidad de convertir mezclas de gas de acería en compuestos intermedios para polímeros plásticos llamados poliuretanos, pero el Dr. Adler dice que este tipo de tecnología es solo una parte de la solución: hay otros componentes que componen los poliuretanos que podrían también se cambiará.

"Imagínese hornear un pastel. Trabajamos, por ejemplo, en la leche que necesitas para producir el pastel, pero todos los demás ingredientes siguen siendo los mismos ", dijo.

"Para reducir realmente las emisiones ... necesitamos no solo intercambiar la leche, sino también los huevos, la harina y el azúcar y solo entonces podremos llegar a un producto realmente sostenible".

Otra iniciativa diseñada para mejorar la sostenibilidad, esta vez en la industria química, es el proyecto CatASus, que está coordinado por Katalin Barta Weissert, profesora del Instituto de Química de la Universidad de Graz, Austria.

El proyecto está trabajando en el desarrollo de métodos más sostenibles para derivar fuentes renovables de aminas, una familia de productos químicos ampliamente presente en productos farmacéuticos, agroquímicos y tensioactivos, a partir de la descomposición de la lignocelulosa (materia seca residual de plantas que se produce abundantemente en la agricultura y la silvicultura). Esencialmente, al utilizar biomasa residual para producir aminas, no debería haber emisiones adicionales de CO2 que de otro modo se producirían para producir estos productos químicos.

Lo que es crucial es que la investigación básica como esta siga siendo financiada; solo entonces los científicos podrán desarrollar métodos que eventualmente eclipsarán el status quo tanto que la industria se verá obligada a adoptar tales tecnologías, dice.

"Con el tiempo, deberíamos llegar a la etapa en la que diseñamos algo inteligente que en realidad cueste menos ... donde la industria dirá" esto es increíble; es menos contaminante, menos peligroso pero también más barato para nosotros ".

Joven tecnología

Tal como están las cosas, muchos de los proyectos que están desarrollando nuevas tecnologías de reducción de carbono para productos químicos renovables son jóvenes; tienen un largo camino por recorrer, dice el Dr. Adler.

Por ejemplo, aunque su proyecto Carbon4PUR ha demostrado con éxito una prueba de concepto a escala semiindustrial, debe probarse a una escala mayor y tomará al menos de cinco a 10 años (suponiendo que todo vaya bien) antes de que se comercialice. listo, dice ella.

Mientras tanto, ya están en marcha proyectos de almacenamiento de carbono a gran escala. Noruega, por ejemplo, ha estado almacenando CO2 bajo el Mar del Norte durante décadas, impulsada por una política de impuestos al carbono en los campos de petróleo y gas en alta mar. Y el Reino Unido está a punto de financiar dos grandes proyectos para comenzar en 2025, con dos más para 2030.

Entonces, ciertas tecnologías que pueden marcar una gran diferencia ya existen, pero el problema es cómo implementarlas lo suficientemente rápido y en todo el continente. Los gobiernos no están avanzando lo suficiente en este sentido porque significa que tienen que cambiar por completo la forma en que funciona su sistema energético, dice el profesor Haszeldine. Con el Fondo de Innovación EU-ETS, la UE puede ayudar a financiar el primer proyecto piloto para mostrar las obras de captura y almacenamiento de carbono dentro de un país, pero no puede financiar todo, porque hay demasiado que financiar, dice.

“Un gobierno tiene que ser creativo, inventar una forma de hacer que esto sea inevitable, haciendo que las empresas y las empresas limpien sus emisiones de carbono en lugar de ponerlas en la atmósfera. La limpieza tiene que volverse normal ".

Si Europa quiere alcanzar esa posición neta cero, dice, "realmente tiene que aumentar su ambición por la captura y almacenamiento de carbono mediante ingeniería en una cantidad muy grande".

La cuestión

Para acelerar el despliegue de tecnologías innovadoras y reducir la huella de carbono del sector industrial, la UE está desarrollando un plan para crear mejores vínculos entre las comunidades de investigación e innovación y la industria de Europa.

Esta "hoja de ruta de bajas emisiones de carbono" será la primera de una serie de hojas de ruta de tecnología industrial que detallan cómo la investigación y la industria pueden trabajar mejor juntas, con temas futuros que incluyen industrias circulares.

Esta historia es parte de una serie en la que escuchamos a la próxima generación de científicos e investigadores que están trabajando para abordar los desafíos globales.

El 24 de junio tendrá lugar un debate sobre industrias europeas resistentes y con bajas emisiones de carbono, como parte de la conferencia Días de Investigación e Innovación de la Comisión Europea.