Captura directa del aire
Type
Eliminación de Dióxido de Carbono
Areas of deployment
Zonas industriales, Formaciones geológicas profundas
Proposal
Succionar el dióxido de carbono del aire y luego inyectarlo bajo tierra o usarlo para otros fines.
Featured project
Name: Carbon Engineering
Location: Squamish, Canadá
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Las técnicas de captura directa de aire tienen como objetivo extraer dióxido de carbono (CO2) y otros gases de efecto invernadero de la atmósfera por medios químicos y mecánicos. Generalmente utilizan una sustancia química absorbente y grandes ventiladores para mover el aire a través de filtros. A continuación, el dióxido de carbono puede comprimirse e inyectarse en formaciones geológicas en las profundidades del subsuelo o utilizarse para otros fines, como la recuperación optimizada de petróleo (EOR, por sus siglas en inglés) o la producción de electrocombustibles.
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Description and purpose of the technology
La Captura Directa de Aire (DAC, por sus siglas en inglés) es una tecnología empleada para la Remoción de Dióxido de Carbono (CDR, por sus siglas en inglés) y que tiene como objetivo eliminar el dióxido de carbono (y potencialmente otros gases de efecto invernadero) de la atmósfera de la Tierra directamente, a gran escala. El propósito de los proyectos de DAC es inyectar el carbono capturado en formaciones geológicas subterráneas para su almacenamiento, o utilizarlo para otros fines, como la recuperación mejorada de petróleo (EOR) y en productos de diversa durabilidad y longevidad.
Las tecnologías DAC utilizan sustancias químicas para reaccionar selectivamente con el dióxido de carbono con el fin de eliminarlo de la atmósfera. Los dos procesos más desarrollados disuelven el dióxido de carbono en solventes líquidos, como una solución de hidróxido fuerte, o adhieren el dióxido de carbono a la superficie de un sorbente sólido como la resina plástica.
Varias técnicas DAC utilizan grandes ventiladores para mover el aire del ambiente a través de filtros para mejorar el proceso de captura, debido a que la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera está en el rango de partes por millón y, por lo tanto, es relativamente baja. Con el fin de permitir el uso repetitivo de los filtros, el dióxido de carbono capturado generalmente se libera a altas temperaturas (80º C a 800º C), lo que a su vez requiere altos aportes de energía. [1]
Otros enfoques de DAC capturan el dióxido de carbono utilizando dispositivos similares a baterías, que implican la reducción electroquímica del dióxido de carbono o de los sorbentes con procesos de liberación basados en la humedad. Los diseños de los módulos DAC varían mucho y van desde contenedores de envío llenos de colectores de dióxido de carbono hasta árboles artificiales. [2]
Todas las formas de DAC consumen mucha energía y son caras. Todo el proceso de captura de una tonelada de dióxido de carbono requiere entre cinco y 10 GJ (gigajulio) de energía eléctrica y/o térmica. [3] Las estimaciones de costos para la DAC oscilan aproximadamente entre los 100 y los 1000 dólares estadounidenses por tonelada, y los costos más bajos afirmados solo se han demostrado teóricamente. [4] Para tener un efecto significativo en las concentraciones globales de dióxido de carbono, el DAC tendría que implementarse a gran escala, lo que plantea serias preguntas sobre la gran cantidad de energía requerida y otras consideraciones como los niveles de uso del agua y la tierra requeridos para algunas tecnologías de DAC, sumado a los impactos de toxicidad y la eliminación de los sorbentes químicos utilizados. Además, el almacenamiento seguro y a largo plazo de dióxido de carbono no puede garantizarse mediante ninguno de los métodos propuestos actualmente.
Si el carbono capturado se va a almacenar bajo tierra a través de la Captura y Almacenamiento de Carbono (CCS, por sus siglas en inglés), el dióxido de carbono capturado debe comprimirse en forma líquida y transportarse a un sitio donde pueda inyectarse en formaciones geológicas. Si bien los defensores afirman que el almacenamiento a largo plazo puede garantizarse, la tecnología conlleva toda una serie de riesgos, donde las fugas son el más importante (ver el Informe de tecnología sobre la captura y el almacenamiento de carbono).
El dióxido de carbono capturado también se puede utilizar en productos a través de la Captura, Uso y Almacenamiento de Carbono (CCUS, por sus siglas en inglés), donde se “almacena” en bienes con una longevidad variable, como refrescos, combustibles a base de carbono y materiales de construcción. Por lo general, el dióxido de carbono vuelve a entrar en la atmósfera rápidamente cuando se utiliza el producto, por lo que, en el mejor de los casos, se trata de un aplazamiento de las emisiones (ver el informe tecnológico sobre CCUS).
La industria de los combustibles fósiles también se siente atraída por el DAC porque el dióxido de carbono capturado se puede utilizar para la recuperación mejorada de petróleo (EOR), donde se inyecta en viejos pozos de petróleo para eliminar las reservas restantes. Esto es altamente intensivo en carbono, ya que parte del dióxido de carbono se vuelve a emitir a la atmósfera en el proceso y se pueden extraer más combustibles fósiles. Un claro ejemplo de ello es el hecho de que en 2023 el desarrollador canadiense de tecnología DAC, Carbon Engineering, fue comprado por Occidental Petroleum por 1.1 mil millones de dólares estadounidenses. Occidental es una compañía internacional de petróleo y gas y el mayor productor de petróleo en la Cuenca Pérmica de los Estados Unidos.
Al igual que con las tecnologías CCS y CCUS, las empresas de combustibles fósiles y otros grandes contaminadores están invirtiendo fuertemente en tecnologías DAC con la esperanza de que justifiquen la extracción continua de combustibles fósiles y eviten las drásticas reducciones de emisiones que se requieren con urgencia.
Actors involved
Numerosas empresas e instituciones de investigación están comercializando tecnologías DAC, con millones de dólares invertidos en investigación a través de fuentes privadas y públicas. Entre los principales inversores privados se encuentran empresas de combustibles fósiles, minería y fabricantes de automóviles, entre ellas Chevron Technology Ventures, ExxonMobil, el megainversor canadiense de arenas bituminosas Murray Edwards, Occidental Petroleum, Shell y la petrolera australiana BHP. Bill Gates es otro importante inversor privado, que también tiene importantes inversiones en el transporte de petróleo. La mayor parte de la financiación pública en DAC ha sido proporcionada por los Estados Unidos, la Unión Europea (UE), Canadá, Suiza y Noruega. [5]
Muchas compañías de DAC son empresas derivadas de instituciones de investigación. [6] Climeworks AG, una filial de ETH Zürich, tiene actualmente más plantas DAC que cualquier otra empresa. Puso en marcha su primera planta en 2017 en Hinwil, Suiza, y participa en varios proyectos de investigación. Según Climeworks, la planta de Hinwil captura alrededor de 900 toneladas de dióxido de carbono al año y entrega parte de él a un invernadero cercano para la fertilización con dióxido de carbono. Alrededor de 600 toneladas se transportan en camión a la planta de producción de Coca-Cola, donde se produce la marca de agua con gas “Valser”. Climeworks también colabora con varias empresas para desarrollar y producir combustibles sintéticos fabricados a partir de dióxido de carbono capturado, entre ellas la empresa noruega Nordic Blue Crude AS, así como el grupo petrolero italiano ENI. Climeworks ha recibido más de 50 millones de euros en subvenciones públicas y privadas. [7]
Carbon Engineering Ltd., una empresa fundada por David Keith (desarrollador principal del Programa de Investigación de Geoingeniería Solar de la Universidad de Harvard y fundador de la Iniciativa de Ingeniería de Sistemas Climáticos de la Universidad de Chicago), puso en marcha una planta piloto en Squamish, Canadá, en 2015, que captura alrededor de una tonelada de dióxido de carbono al día. En 2017, la planta se conectó a una plataforma de síntesis de combustibles, con el objetivo de producir combustibles sintéticos para el transporte a partir de dióxido de carbono e hidrógeno capturados. La compañía ha recaudado más de 100 millones de dólares canadienses de múltiples inversores privados, incluidas compañías petroleras y mineras (Chevron, Occidental Petroleum y BHP) y fuentes públicas. Fue comprada por la petrolera Occidental Petroleum en 2023 y desarrollará plantas DAC a gran escala junto con infraestructura de extracción de petróleo con el fin de utilizar el dióxido de carbono capturado para EOR. [8]
La empresa estadounidense Global Thermostat ha operado una planta piloto de DAC en Menlo Park, California, desde 2010. En 2018, abrió su primera planta comercial, que captura 4 mil toneladas de dióxido de carbono al año, en Huntsville, Alabama. En 2019, la compañía firmó un acuerdo de desarrollo conjunto con ExxonMobil para estudiar la escalabilidad de la tecnología DAC de Global Thermostat, y hasta 2021 ha recaudado más de 70 millones de dólates en fondos. [9]
Otros ejemplos de empresas que comercializan tecnologías DAC son la finlandesa Soletair Power, que ha desarrollado una tecnología que combina DAC, un electrolizador para la producción de hidrógeno y un reactor de síntesis para la producción de hidrocarburos y puso en marcha su primera instalación de demostración en 2018. La empresa estadounidense Infinitree LLC está desarrollando un sistema de captura de dióxido de carbono para su uso en invernaderos, y la empresa Carbon Collect, con sede en Dublín, planea comercializar la tecnología DAC desarrollada en el Centro de Emisiones Negativas de Carbono de la Universidad Estatal de Arizona, que consiste en “plantar” 1.200 árboles mecánicos para la captura de dióxido de carbono. [10]
El mayor programa de investigación del DAC del mundo es el proyecto de investigación paneuropeo CarbFix, financiado por la Unión Europea, dirigido por la empresa islandesa Reykjavik Energy. El proyecto combina DAC con CCS e implica la captura de dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno en la planta de energía geotérmica Hellisheidi de Reykjavik Energy. El dióxido de carbono se disuelve en agua a presión y la solución se inyecta en formaciones basálticas cercanas a la planta, a una profundidad de 400 a 800 metros, con el objetivo de mineralizar el gas en la roca. Geothermal Emission Control (GECO) es un proyecto de seguimiento que se está llevando a cabo para desarrollar el proceso CarbFix en cinco sitios de demostración en toda Europa. [11]
En los EE. UU., se están desarrollando grandes iniciativas de investigación tras la aprobación de la “Ley de Combustible Marítimo de 2019” por parte del Congreso, que instruye al Departamento de Defensa de los EE. UU. a implementar un programa de investigación sobre DAC. La primera fase (2020-2023) implica investigación y desarrollo, seguida de pruebas de DAC en proyectos de demostración (2024-2026). [12]
In Canada, two large research projects began in 2019: The Pacific Institute for Climate Solutions is funding a DACCS (DAC+CCS) project with plans to design a floating platform that would capture carbon dioxide from ambient air and inject it under the seafloor for storage. Natural Resources Canada and industrial partners are also financing a DAC project with the objective of mineralizing carbon dioxide in mine tailings, and trials are being conducted at a nickel mine in British Columbia.
Impacts of the technology
Se ha publicado poca información pública sobre la eficiencia de captura y la seguridad de las tecnologías DAC, y siguen existiendo preguntas críticas sobre los considerables insumos energéticos necesarios y las emisiones adicionales de gases de efecto invernadero que resultan, entre otras cuestiones. Por ejemplo, la energía necesaria para capturar las 600 toneladas de dióxido de carbono que Climeworks proporciona a Coca-Cola cada año sería suficiente para suministrar electricidad a 760 ciudadanos de la UE durante un año, y esta cifra excluye otros procesos que consumen mucha energía, como la compresión, la purificación y el transporte del dióxido de carbono a lo largo de 200 km en camión. [13] Dado que muchas comunidades, especialmente en el Sur Global, siguen sin acceso a la electricidad, el uso de cantidades excesivas de capacidad de energía renovable de esta manera sería una injusticia climática significativa.
Cuando se despliegan a gran escala, las plantas DAC requieren una infraestructura energética significativa. Para un sistema alimentado por energía solar, se ha estimado que la captura de un millón de toneladas de dióxido de carbono al año en un sistema de solvente líquido tiene un requerimiento de tierra de 60 a 100 km². Esto significa que el despliegue de la DAC a una escala suficiente para tener un impacto en las emisiones globales de carbono sería una amenaza considerable para grandes áreas de ecosistemas naturales. [14]
Un análisis del ciclo de vida completo de la construcción, el mantenimiento y los impactos ambientales de las plantas DAC a gran escala no se ha puesto a disposición del público, lo que constituye una grave laguna de conocimiento. Por ejemplo, se sabe poco sobre la toxicidad, la producción y la eliminación de los disolventes y sorbedores de dióxido de carbono que se utilizan, y los riesgos de fugas y otras fuentes de contaminación. Por ejemplo, las soluciones de hidróxido que se utilizan, como la solución de hidróxido de potasio de Carbon Engineering, requieren cantidades sustanciales de energía y agua durante su producción, y son altamente corrosivas. [15]
El consumo de agua también es un problema para el DAC, ya que se estima que una tonelada de dióxido de carbono capturado requiere de cinco a 13 toneladas de agua, y hasta 20 toneladas de agua para algunos procesos de DAC basados en sorbentes sólidos. [16] Si se amplía a dimensiones relevantes para el clima, el CAD podría exacerbar la escasez de agua, que ya es uno de los graves problemas que se están viendo agravados por la crisis climática.
Los impactos asociados con el almacenamiento o uso del dióxido de carbono capturado a través de los procesos DAC también podrían ser significativos. En el caso del almacenamiento geológico, los partidarios del CAD suponen que el dióxido de carbono puede almacenarse a largo plazo en depósitos vacíos de petróleo y gas y en acuíferos salinos profundos de forma segura y eficaz. Sin embargo, después de décadas de investigación y pruebas, parece poco probable que el almacenamiento geológico pueda garantizar un almacenamiento fiable a largo plazo, incluso a la escala actual de la CAC, antes de que se realicen esfuerzos para aumentar drásticamente las tasas de inyección. La mineralización en formaciones rocosas basálticas también implica riesgos, por ejemplo, en 2018 un grupo de investigadores argumentó que las inyecciones de dióxido de carbono en el sitio DACCS de Reykjavik Energy Hellisheidi en Islandia indujeron actividad sísmica. [17]
Cuando el dióxido de carbono capturado se utiliza en productos de consumo, generalmente se reemite a la atmósfera rápidamente, y el resultado general probable es que más dióxido de carbono termine en la atmósfera del que realmente se elimina. Esto se debe a las grandes cantidades de energía requeridas por los procesos DAC. Del mismo modo, la captura de dióxido de carbono para utilizarlo en EOR da como resultado mayores emisiones en general.
Un ejercicio de modelización que analizó el impacto del CAD en los esfuerzos de mitigación del clima predijo que retrasaría los esfuerzos de reducción de emisiones y prolongaría el uso del petróleo, lo que traería impactos económicos positivos para los países exportadores de energía. [18] Permitir la extracción y el uso continuos de combustibles fósiles es uno de los principales peligros que plantean el DAC y otros esquemas de captura de carbono, un riesgo que, por supuesto, es inherente a muchas tecnologías de geoingeniería.
Reality check
Las tecnologías DAC se han diversificado en los últimos años y hay numerosos sitios de prueba a gran escala en funcionamiento y planificados. Sin embargo, el despliegue a gran escala del CAD solo se puede lograr con un aumento importante de la producción de energía, cantidades masivas de agua y cantidades considerables de financiación. Sigue siendo muy incierto si el dióxido de carbono capturado puede almacenarse de forma fiable, segura y a largo plazo.
Further reading
Monitor de Geoingeniería (2019), “Captura directa de aire: desarrollos recientes y planes futuros” https://www.geoengineeringmonitor.org/2019/07/direct-air-capture-recent-developments-and-future-plans/
CIEL (2024), Captura directa de aire: la última cortina de humo de las grandes petroleras, https://www.ciel.org/wp-content/uploads/2024/04/Direct-Air-Capture-Big-Oils-Latest-Smokescreen-November-2023.pdf
Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll, “Mapa de Geoingeniería” https://map.geoengineeringmonitor.org/
End notes
[1] Beuttler, et al. (2019) El papel de la captura directa de aire en la mitigación de las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero, en: Frente. Clim., publicado en línea: 21 de noviembre de 2019, https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fclim.2019.00010/full; Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020) Mapa de Geoingeniería, https://map.geoengineeringmonitor.org/
[2] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[3] Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina (2019) Tecnologías de emisiones negativas y secuestro confiable: una agenda de investigación, Washington, DC: The National Academies Press, 510 páginas, ISBN 978-0-309-48452-7, https://doi.org/10.17226/25259; Gambhir y Tavoni (2019) Captura y secuestro directo de carbono en el aire: cómo funciona y cómo podría contribuir a la mitigación del cambio climático, en: One Earth, Vol. 1(4): 405-409
[4] Nisbet (2019) EL DEBATE SOBRE LA ELIMINACIÓN DE CARBONO. Haciendo preguntas críticas sobre el futuro del cambio climático, Informe sobre la remoción de carbono No. 2, Institute for Carbon Law Removal and Policy, American University, 24 páginas, https://www.american.edu/sis/centers/carbon-removal/upload/carbon-removal-debate.pdf; Fuss, et al. (2018) Emisiones negativas-Parte 2: Costos, potenciales y efectos secundarios, en: Environmental Research Letters, Vol 13(6): 063002, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aabf9f
[5] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[6] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[7] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[8] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[9] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[10] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[11] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[12] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[13] Eurostat (2019) Estadísticas de electricidad y calor, consultado: febrero de 2020, https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php/Electricity_and_heat_statistics#Consumption_of_electricity_per_capita_in_the_households_sector; Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[14] Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina (2019); Nisbet (2019)
[15] Realmonte, et al. (2019) Una evaluación intermodelo del papel de la captura directa de aire en vías de mitigación profundas, Natural Communications, Vol. 10, https://www.nature.com/articles/s41467-019-10842-5; Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina (2019)
[16] Realmonte, et al. (2019)
[17] Juncu, et al. (2018) Deformación superficial y sismicidad inducidas por inyección en el campo geotérmico de Hellisheidi, Islandia, Revista de Vulcanología e Investigación Geotérmica, Vol. 391, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0377027317304080?via%3Dihub
[18] Chen y Tavoni (2013) Captura directa de CO2 en el aire y estabilización del clima: una evaluación basada en modelos, Cambio Climático, Vol. 118: 59–72, https://doi.org/10.1007/s10584-013-0714-7
Captura directa del aire
TIPO
Eliminación de Dióxido de Carbono
Zonas de despliegue
Zonas industriales, Formaciones geológicas profundas
Propuesta
Succionar el dióxido de carbono del aire y luego inyectarlo bajo tierra o usarlo para otros fines.
Proyecto destacado
Nombre: Carbon Engineering
Localización: Squamish, Canadá
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Las técnicas de captura directa de aire tienen como objetivo extraer dióxido de carbono (CO2) y otros gases de efecto invernadero de la atmósfera por medios químicos y mecánicos. Generalmente utilizan una sustancia química absorbente y grandes ventiladores para mover el aire a través de filtros. A continuación, el dióxido de carbono puede comprimirse e inyectarse en formaciones geológicas en las profundidades del subsuelo o utilizarse para otros fines, como la recuperación optimizada de petróleo (EOR, por sus siglas en inglés) o la producción de electrocombustibles.
Última actualización de la tecnología
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Descripción y propósito de la tecnología
La Captura Directa de Aire (DAC, por sus siglas en inglés) es una tecnología empleada para la Remoción de Dióxido de Carbono (CDR, por sus siglas en inglés) y que tiene como objetivo eliminar el dióxido de carbono (y potencialmente otros gases de efecto invernadero) de la atmósfera de la Tierra directamente, a gran escala. El propósito de los proyectos de DAC es inyectar el carbono capturado en formaciones geológicas subterráneas para su almacenamiento, o utilizarlo para otros fines, como la recuperación mejorada de petróleo (EOR) y en productos de diversa durabilidad y longevidad.
Las tecnologías DAC utilizan sustancias químicas para reaccionar selectivamente con el dióxido de carbono con el fin de eliminarlo de la atmósfera. Los dos procesos más desarrollados disuelven el dióxido de carbono en solventes líquidos, como una solución de hidróxido fuerte, o adhieren el dióxido de carbono a la superficie de un sorbente sólido como la resina plástica.
Varias técnicas DAC utilizan grandes ventiladores para mover el aire del ambiente a través de filtros para mejorar el proceso de captura, debido a que la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera está en el rango de partes por millón y, por lo tanto, es relativamente baja. Con el fin de permitir el uso repetitivo de los filtros, el dióxido de carbono capturado generalmente se libera a altas temperaturas (80º C a 800º C), lo que a su vez requiere altos aportes de energía. [1]
Otros enfoques de DAC capturan el dióxido de carbono utilizando dispositivos similares a baterías, que implican la reducción electroquímica del dióxido de carbono o de los sorbentes con procesos de liberación basados en la humedad. Los diseños de los módulos DAC varían mucho y van desde contenedores de envío llenos de colectores de dióxido de carbono hasta árboles artificiales. [2]
Todas las formas de DAC consumen mucha energía y son caras. Todo el proceso de captura de una tonelada de dióxido de carbono requiere entre cinco y 10 GJ (gigajulio) de energía eléctrica y/o térmica. [3] Las estimaciones de costos para la DAC oscilan aproximadamente entre los 100 y los 1000 dólares estadounidenses por tonelada, y los costos más bajos afirmados solo se han demostrado teóricamente. [4] Para tener un efecto significativo en las concentraciones globales de dióxido de carbono, el DAC tendría que implementarse a gran escala, lo que plantea serias preguntas sobre la gran cantidad de energía requerida y otras consideraciones como los niveles de uso del agua y la tierra requeridos para algunas tecnologías de DAC, sumado a los impactos de toxicidad y la eliminación de los sorbentes químicos utilizados. Además, el almacenamiento seguro y a largo plazo de dióxido de carbono no puede garantizarse mediante ninguno de los métodos propuestos actualmente.
Si el carbono capturado se va a almacenar bajo tierra a través de la Captura y Almacenamiento de Carbono (CCS, por sus siglas en inglés), el dióxido de carbono capturado debe comprimirse en forma líquida y transportarse a un sitio donde pueda inyectarse en formaciones geológicas. Si bien los defensores afirman que el almacenamiento a largo plazo puede garantizarse, la tecnología conlleva toda una serie de riesgos, donde las fugas son el más importante (ver el Informe de tecnología sobre la captura y el almacenamiento de carbono).
El dióxido de carbono capturado también se puede utilizar en productos a través de la Captura, Uso y Almacenamiento de Carbono (CCUS, por sus siglas en inglés), donde se “almacena” en bienes con una longevidad variable, como refrescos, combustibles a base de carbono y materiales de construcción. Por lo general, el dióxido de carbono vuelve a entrar en la atmósfera rápidamente cuando se utiliza el producto, por lo que, en el mejor de los casos, se trata de un aplazamiento de las emisiones (ver el informe tecnológico sobre CCUS).
La industria de los combustibles fósiles también se siente atraída por el DAC porque el dióxido de carbono capturado se puede utilizar para la recuperación mejorada de petróleo (EOR), donde se inyecta en viejos pozos de petróleo para eliminar las reservas restantes. Esto es altamente intensivo en carbono, ya que parte del dióxido de carbono se vuelve a emitir a la atmósfera en el proceso y se pueden extraer más combustibles fósiles. Un claro ejemplo de ello es el hecho de que en 2023 el desarrollador canadiense de tecnología DAC, Carbon Engineering, fue comprado por Occidental Petroleum por 1.1 mil millones de dólares estadounidenses. Occidental es una compañía internacional de petróleo y gas y el mayor productor de petróleo en la Cuenca Pérmica de los Estados Unidos.
Al igual que con las tecnologías CCS y CCUS, las empresas de combustibles fósiles y otros grandes contaminadores están invirtiendo fuertemente en tecnologías DAC con la esperanza de que justifiquen la extracción continua de combustibles fósiles y eviten las drásticas reducciones de emisiones que se requieren con urgencia.
Actores involucrados
Numerosas empresas e instituciones de investigación están comercializando tecnologías DAC, con millones de dólares invertidos en investigación a través de fuentes privadas y públicas. Entre los principales inversores privados se encuentran empresas de combustibles fósiles, minería y fabricantes de automóviles, entre ellas Chevron Technology Ventures, ExxonMobil, el megainversor canadiense de arenas bituminosas Murray Edwards, Occidental Petroleum, Shell y la petrolera australiana BHP. Bill Gates es otro importante inversor privado, que también tiene importantes inversiones en el transporte de petróleo. La mayor parte de la financiación pública en DAC ha sido proporcionada por los Estados Unidos, la Unión Europea (UE), Canadá, Suiza y Noruega. [5]
Muchas compañías de DAC son empresas derivadas de instituciones de investigación. [6] Climeworks AG, una filial de ETH Zürich, tiene actualmente más plantas DAC que cualquier otra empresa. Puso en marcha su primera planta en 2017 en Hinwil, Suiza, y participa en varios proyectos de investigación. Según Climeworks, la planta de Hinwil captura alrededor de 900 toneladas de dióxido de carbono al año y entrega parte de él a un invernadero cercano para la fertilización con dióxido de carbono. Alrededor de 600 toneladas se transportan en camión a la planta de producción de Coca-Cola, donde se produce la marca de agua con gas “Valser”. Climeworks también colabora con varias empresas para desarrollar y producir combustibles sintéticos fabricados a partir de dióxido de carbono capturado, entre ellas la empresa noruega Nordic Blue Crude AS, así como el grupo petrolero italiano ENI. Climeworks ha recibido más de 50 millones de euros en subvenciones públicas y privadas. [7]
Carbon Engineering Ltd., una empresa fundada por David Keith (desarrollador principal del Programa de Investigación de Geoingeniería Solar de la Universidad de Harvard y fundador de la Iniciativa de Ingeniería de Sistemas Climáticos de la Universidad de Chicago), puso en marcha una planta piloto en Squamish, Canadá, en 2015, que captura alrededor de una tonelada de dióxido de carbono al día. En 2017, la planta se conectó a una plataforma de síntesis de combustibles, con el objetivo de producir combustibles sintéticos para el transporte a partir de dióxido de carbono e hidrógeno capturados. La compañía ha recaudado más de 100 millones de dólares canadienses de múltiples inversores privados, incluidas compañías petroleras y mineras (Chevron, Occidental Petroleum y BHP) y fuentes públicas. Fue comprada por la petrolera Occidental Petroleum en 2023 y desarrollará plantas DAC a gran escala junto con infraestructura de extracción de petróleo con el fin de utilizar el dióxido de carbono capturado para EOR. [8]
La empresa estadounidense Global Thermostat ha operado una planta piloto de DAC en Menlo Park, California, desde 2010. En 2018, abrió su primera planta comercial, que captura 4 mil toneladas de dióxido de carbono al año, en Huntsville, Alabama. En 2019, la compañía firmó un acuerdo de desarrollo conjunto con ExxonMobil para estudiar la escalabilidad de la tecnología DAC de Global Thermostat, y hasta 2021 ha recaudado más de 70 millones de dólates en fondos. [9]
Otros ejemplos de empresas que comercializan tecnologías DAC son la finlandesa Soletair Power, que ha desarrollado una tecnología que combina DAC, un electrolizador para la producción de hidrógeno y un reactor de síntesis para la producción de hidrocarburos y puso en marcha su primera instalación de demostración en 2018. La empresa estadounidense Infinitree LLC está desarrollando un sistema de captura de dióxido de carbono para su uso en invernaderos, y la empresa Carbon Collect, con sede en Dublín, planea comercializar la tecnología DAC desarrollada en el Centro de Emisiones Negativas de Carbono de la Universidad Estatal de Arizona, que consiste en “plantar” 1.200 árboles mecánicos para la captura de dióxido de carbono. [10]
El mayor programa de investigación del DAC del mundo es el proyecto de investigación paneuropeo CarbFix, financiado por la Unión Europea, dirigido por la empresa islandesa Reykjavik Energy. El proyecto combina DAC con CCS e implica la captura de dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno en la planta de energía geotérmica Hellisheidi de Reykjavik Energy. El dióxido de carbono se disuelve en agua a presión y la solución se inyecta en formaciones basálticas cercanas a la planta, a una profundidad de 400 a 800 metros, con el objetivo de mineralizar el gas en la roca. Geothermal Emission Control (GECO) es un proyecto de seguimiento que se está llevando a cabo para desarrollar el proceso CarbFix en cinco sitios de demostración en toda Europa. [11]
En los EE. UU., se están desarrollando grandes iniciativas de investigación tras la aprobación de la “Ley de Combustible Marítimo de 2019” por parte del Congreso, que instruye al Departamento de Defensa de los EE. UU. a implementar un programa de investigación sobre DAC. La primera fase (2020-2023) implica investigación y desarrollo, seguida de pruebas de DAC en proyectos de demostración (2024-2026). [12]
In Canada, two large research projects began in 2019: The Pacific Institute for Climate Solutions is funding a DACCS (DAC+CCS) project with plans to design a floating platform that would capture carbon dioxide from ambient air and inject it under the seafloor for storage. Natural Resources Canada and industrial partners are also financing a DAC project with the objective of mineralizing carbon dioxide in mine tailings, and trials are being conducted at a nickel mine in British Columbia.
Impactos de la tecnología
Se ha publicado poca información pública sobre la eficiencia de captura y la seguridad de las tecnologías DAC, y siguen existiendo preguntas críticas sobre los considerables insumos energéticos necesarios y las emisiones adicionales de gases de efecto invernadero que resultan, entre otras cuestiones. Por ejemplo, la energía necesaria para capturar las 600 toneladas de dióxido de carbono que Climeworks proporciona a Coca-Cola cada año sería suficiente para suministrar electricidad a 760 ciudadanos de la UE durante un año, y esta cifra excluye otros procesos que consumen mucha energía, como la compresión, la purificación y el transporte del dióxido de carbono a lo largo de 200 km en camión. [13] Dado que muchas comunidades, especialmente en el Sur Global, siguen sin acceso a la electricidad, el uso de cantidades excesivas de capacidad de energía renovable de esta manera sería una injusticia climática significativa.
Cuando se despliegan a gran escala, las plantas DAC requieren una infraestructura energética significativa. Para un sistema alimentado por energía solar, se ha estimado que la captura de un millón de toneladas de dióxido de carbono al año en un sistema de solvente líquido tiene un requerimiento de tierra de 60 a 100 km². Esto significa que el despliegue de la DAC a una escala suficiente para tener un impacto en las emisiones globales de carbono sería una amenaza considerable para grandes áreas de ecosistemas naturales. [14]
Un análisis del ciclo de vida completo de la construcción, el mantenimiento y los impactos ambientales de las plantas DAC a gran escala no se ha puesto a disposición del público, lo que constituye una grave laguna de conocimiento. Por ejemplo, se sabe poco sobre la toxicidad, la producción y la eliminación de los disolventes y sorbedores de dióxido de carbono que se utilizan, y los riesgos de fugas y otras fuentes de contaminación. Por ejemplo, las soluciones de hidróxido que se utilizan, como la solución de hidróxido de potasio de Carbon Engineering, requieren cantidades sustanciales de energía y agua durante su producción, y son altamente corrosivas. [15]
El consumo de agua también es un problema para el DAC, ya que se estima que una tonelada de dióxido de carbono capturado requiere de cinco a 13 toneladas de agua, y hasta 20 toneladas de agua para algunos procesos de DAC basados en sorbentes sólidos. [16] Si se amplía a dimensiones relevantes para el clima, el CAD podría exacerbar la escasez de agua, que ya es uno de los graves problemas que se están viendo agravados por la crisis climática.
Los impactos asociados con el almacenamiento o uso del dióxido de carbono capturado a través de los procesos DAC también podrían ser significativos. En el caso del almacenamiento geológico, los partidarios del CAD suponen que el dióxido de carbono puede almacenarse a largo plazo en depósitos vacíos de petróleo y gas y en acuíferos salinos profundos de forma segura y eficaz. Sin embargo, después de décadas de investigación y pruebas, parece poco probable que el almacenamiento geológico pueda garantizar un almacenamiento fiable a largo plazo, incluso a la escala actual de la CAC, antes de que se realicen esfuerzos para aumentar drásticamente las tasas de inyección. La mineralización en formaciones rocosas basálticas también implica riesgos, por ejemplo, en 2018 un grupo de investigadores argumentó que las inyecciones de dióxido de carbono en el sitio DACCS de Reykjavik Energy Hellisheidi en Islandia indujeron actividad sísmica. [17]
Cuando el dióxido de carbono capturado se utiliza en productos de consumo, generalmente se reemite a la atmósfera rápidamente, y el resultado general probable es que más dióxido de carbono termine en la atmósfera del que realmente se elimina. Esto se debe a las grandes cantidades de energía requeridas por los procesos DAC. Del mismo modo, la captura de dióxido de carbono para utilizarlo en EOR da como resultado mayores emisiones en general.
Un ejercicio de modelización que analizó el impacto del CAD en los esfuerzos de mitigación del clima predijo que retrasaría los esfuerzos de reducción de emisiones y prolongaría el uso del petróleo, lo que traería impactos económicos positivos para los países exportadores de energía. [18] Permitir la extracción y el uso continuos de combustibles fósiles es uno de los principales peligros que plantean el DAC y otros esquemas de captura de carbono, un riesgo que, por supuesto, es inherente a muchas tecnologías de geoingeniería.
Visión realista
Las tecnologías DAC se han diversificado en los últimos años y hay numerosos sitios de prueba a gran escala en funcionamiento y planificados. Sin embargo, el despliegue a gran escala del CAD solo se puede lograr con un aumento importante de la producción de energía, cantidades masivas de agua y cantidades considerables de financiación. Sigue siendo muy incierto si el dióxido de carbono capturado puede almacenarse de forma fiable, segura y a largo plazo.
Lectura complementaria
Monitor de Geoingeniería (2019), “Captura directa de aire: desarrollos recientes y planes futuros” https://www.geoengineeringmonitor.org/2019/07/direct-air-capture-recent-developments-and-future-plans/
CIEL (2024), Captura directa de aire: la última cortina de humo de las grandes petroleras, https://www.ciel.org/wp-content/uploads/2024/04/Direct-Air-Capture-Big-Oils-Latest-Smokescreen-November-2023.pdf
Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll, “Mapa de Geoingeniería” https://map.geoengineeringmonitor.org/
Notas finales
[1] Beuttler, et al. (2019) El papel de la captura directa de aire en la mitigación de las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero, en: Frente. Clim., publicado en línea: 21 de noviembre de 2019, https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fclim.2019.00010/full; Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020) Mapa de Geoingeniería, https://map.geoengineeringmonitor.org/
[2] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[3] Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina (2019) Tecnologías de emisiones negativas y secuestro confiable: una agenda de investigación, Washington, DC: The National Academies Press, 510 páginas, ISBN 978-0-309-48452-7, https://doi.org/10.17226/25259; Gambhir y Tavoni (2019) Captura y secuestro directo de carbono en el aire: cómo funciona y cómo podría contribuir a la mitigación del cambio climático, en: One Earth, Vol. 1(4): 405-409
[4] Nisbet (2019) EL DEBATE SOBRE LA ELIMINACIÓN DE CARBONO. Haciendo preguntas críticas sobre el futuro del cambio climático, Informe sobre la remoción de carbono No. 2, Institute for Carbon Law Removal and Policy, American University, 24 páginas, https://www.american.edu/sis/centers/carbon-removal/upload/carbon-removal-debate.pdf; Fuss, et al. (2018) Emisiones negativas-Parte 2: Costos, potenciales y efectos secundarios, en: Environmental Research Letters, Vol 13(6): 063002, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aabf9f
[5] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[6] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[7] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[8] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[9] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[10] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[11] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[12] Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[13] Eurostat (2019) Estadísticas de electricidad y calor, consultado: febrero de 2020, https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php/Electricity_and_heat_statistics#Consumption_of_electricity_per_capita_in_the_households_sector; Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020)
[14] Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina (2019); Nisbet (2019)
[15] Realmonte, et al. (2019) Una evaluación intermodelo del papel de la captura directa de aire en vías de mitigación profundas, Natural Communications, Vol. 10, https://www.nature.com/articles/s41467-019-10842-5; Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina (2019)
[16] Realmonte, et al. (2019)
[17] Juncu, et al. (2018) Deformación superficial y sismicidad inducidas por inyección en el campo geotérmico de Hellisheidi, Islandia, Revista de Vulcanología e Investigación Geotérmica, Vol. 391, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0377027317304080?via%3Dihub
[18] Chen y Tavoni (2013) Captura directa de CO2 en el aire y estabilización del clima: una evaluación basada en modelos, Cambio Climático, Vol. 118: 59–72, https://doi.org/10.1007/s10584-013-0714-7
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