Secuestro de carbono: problema enterrado

Secuestro de carbono: problema enterrado
Quienes protestan diciendo “no al CO₂” son simplemente un obstáculo al que se enfrenta el secuestro de carbono, una estrategia que podría ayudar a prevenir el cambio climático que se considera peligroso.
Richard Van Noorden
Nature 463, 871-873 (2010)

La idea de inyectar 400.000 toneladas de dióxido de carbono bajo un centro comercial nunca se vio como algo fácil de vender. Y así se demostró cuando la ministra de economía holandesa, Maria van der Hoeven, se desplazó a la pequeña ciudad de Barendrecht en diciembre para explicar por qué el gobierno apoyaba la propuesta realizada por la compañía petrolífera Shell. En una reunión abierta al público en un auditorio abarrotado, los asistentes abuchearon y amenazaron a Van der Hoeven y sus colegas, que intentaban convencer a los residentes de la seguridad del proyecto de inyección y de sus beneficios para el medio ambiente.

Desde entonces el conflicto ha ido elevándose a instancias cada vez más altas. El mes pasado, el parlamento holandés votó a favor de la continuidad del proyecto, lo que indujo al delegado municipal de Barendrecht, Simon Zuurbier, a amenazar con tomar medidas legales contra Shell. “Es de locos experimentar en una zona residencial”, afirmó. John Brosens, que preside la asociación de ciudadanos “No to CO₂” (No al CO₂), explica: “Estamos en contra de cualquier almacenamiento subterráneo de CO₂, sea donde sea”.

La oposición pública es sólo uno de los muchos obstáculos que bloquean la estrategia conocida como captura y almacenamiento de carbono (CCS). La idea que subyace tras la captura y almacenamiento de carbono es eliminar el CO₂ de los gases de escape de las fábricas y centrales eléctricas para inyectarlo posteriormente como líquido comprimido en formaciones geológicas seguras, como depósitos de petróleo y gas vacíos.

Los políticos y científicos llevan años anunciando la captura y almacenamiento de carbono como una forma de ayudar a recortar las emisiones a nivel mundial. Y la idea de inyectar CO₂ bajo tierra no es una fantasía: la industria petrolífera lleva haciéndolo durante casi 40 años como ayuda para la extracción de crudo. Sin embargo, los esfuerzos por extender la captura y almacenamiento de carbono para salvar el clima hace tiempo que se han quedado estancados. La oposición pública desestabiliza algunos de los proyectos experimentales que se encuentran en fase preliminar, el proceso es demasiado costoso en la mayoría de los casos, las leyes que regulan su uso no están completamente desarrolladas y los inversores no están seguros sobre su viabilidad a gran escala.

“Hay muchos trabajos de investigación y muchas conversaciones, un gran reciclaje de información, pero pocos avances reales”, afirma Heleen de Coninck, que se ocupa de la política climática en el Centro de investigaciones energéticas de Países Bajos, en Petten.

Este ritmo tan lento es especialmente dañino para la captura y almacenamiento de carbono, porque la estrategia tiene una duración limitada. Se considera una tecnología puente, que permitiría que los países ricos en carbono, como Estados Unidos y China, quemasen combustibles fósiles sin remordimientos durante una o dos generaciones, hasta que otras formas de energía más limpias fuesen económicamente competitivas.

Sin embargo, para desempeñar este papel temporal, la captura y almacenamiento de carbono debe extenderse pronto. La Agencia Internacional de Energía (AIE) prevé que la manera más económica de reducir a la mitad las emisiones de carbono antes de 2050 sería utilizar la captura y almacenamiento de carbono para contribuir a casi el 20% de los recortes necesarios. Según sus previsiones, la tecnología debe crecer rápidamente a la escala de una industria petrolífera: antes de mediados de siglo, el volumen de CO₂ líquido que debe inyectarse bajo tierra para su almacenamiento permanente cada año debería ser tres veces la cantidad de petróleo que se utiliza en un año.

[Fuente: Scottish Centre for Carbon Storage / Y. Bushby]

En 2008, el G8 declaró que debían ponerse en marcha 20 plantas a gran escala antes de finales de 2010, pero su desarrollo se ha desviado de la ruta trazada (véase el mapa): solo hay siete grandes proyectos y la mayoría utilizan el gas para liberar el petróleo retenido, un proceso no diseñado para almacenar CO₂.

El precio no es el apropiado
El principal escollo de CCS es su coste, cuyo mayor responsable es la captura del gas. Las fábricas y centrales eléctricas deben instalar una unidad de captura de gran tamaño que utiliza un disolvente basado en amina para separar el CO₂ de los gases de escape. Las nuevas centrales eléctricas pueden utilizar una estrategia más compacta según la cual el carbono u otros combustibles fósiles se transformarían en CO₂ e hidrógeno, para posteriormente quemar el hidrógeno. Un tercer concepto relativamente nuevo está relacionado con quemar combustible en oxígeno puro, creando un flujo residual de agua y CO₂. Las transformaciones químicas necesarias para todas estas tecnologías absorben energía. Esto significa que las centrales eléctricas necesitan quemar más combustible para producir la misma cantidad de electricidad, duplicando a grandes rasgos el coste de dicha energía.

Sin embargo, desde el punto de vista medioambiental, esta tecnología es relativamente barata. Existen estudios que sugieren que, una vez que la tecnología madure, las plantas productoras de carbón que capturen carbono gastarían entre 50 y 80 dólares americanos por cada tonelada de CO₂ que dejasen de emitir. Según las estimaciones de Bloomberg New Energy Finance en Londres, los costes de la electricidad generada en las plantas de CCS con cierta andadura se solaparían a los de las otras opciones de electricidad con bajas emisiones, como la energía solar, eólica y nuclear (véase el gráfico).

[Bloomberg New Energy Finance]

“Por supuesto que CCS subirá el precio de la energía, pero si se tiene previsto alcanzar ciertos objetivos, como mantener el calentamiento por debajo de los 2 °C, es un sistema rentable”, comenta Howard Herzog, que trabaja en el proyecto de secuestro de carbono del Massachusetts Institute of Technology, en Cambridge.

Teóricamente, estas tecnologías serían más competitivas si se asociase una parte del coste a las emisiones de CO₂, pero pocos países han dado ese paso. La principal excepción es la Unión Europea (UE), que tiene un plan comercial de emisiones de carbono que en efecto fija un precio para la contaminación por CO₂ de los grandes emisores. Sin embargo, a una tarifa de unos 13 euros (18 dólares americanos) por tonelada de CO₂, el precio de la UE está muy por debajo de lo que se consideraría un incentivo para la captura de emisiones por parte de las plantas de carbón.

La luz verdosa de los gobiernos
Sin ningún motor económico que motive a las compañías para capturar y almacenar el CO₂, la industria de CCS está a la espera de incentivos gubernamentales para impulsar proyectos de demostración, según comenta el analista de la AIE Tom Kerr. La agencia calcula que, para mantener este ambicioso programa, los gobiernos de los países desarrollados deberán invertir entre 3.500 y 4.000 millones de dólares anuales en proyectos de demostración de 2010 a 2020. Europa, Canadá, Estados Unidos, Australia y China hasta ahora han anunciado públicamente asignaciones por valor de tan solo 7.300 millones, aunque se han comprometido a llegar hasta los 20.000 millones.

Los inversores privados también se quejan de que la demora en el establecimiento de leyes estatales relativas a CCS impiden que las empresas lleguen a compromisos significativos. En Estados Unidos, por ejemplo, las reglas federales no dejan claro quién es el propietario (si lo hay) del volumen de poro de roca que se utilizará para almacenar el CO₂. Y en Europa, los gobiernos nacionales están incorporando lentamente las leyes existentes de la UE para controlar el almacenamiento de carbono. La ausencia de este tipo de leyes en Alemania ha frustrado los planes de Vattenfall, una compañía energética sueca, que deseaba almacenar las emisiones de carbono de su central eléctrica de Schwarze Pumpe, en Alemania.

De igual forma, los legisladores están empezando a considerar qué requisitos de control deberían implantarse en los proyectos de secuestro para garantizar que el carbono permanece enterrado bajo tierra. Otra cuestión importante pendiente de resolver guarda relación con la responsabilidad de las fugas a largo plazo y el tiempo durante el cual los desarrolladores serán responsables ante la ley de los posibles daños una vez que se detenga la inyección. “Si la gente quiere que CCS funcione, podemos crear leyes que promuevan un sistema sensato y dejar que siga adelante”, afirma Herzog. “Pero si la gente quiere exterminarlo es fácil: podemos decir que necesitamos más y más leyes hasta que ya no aguante más”.

Espacio interno
Mientras la incertidumbre legal se eterniza, los especialistas en ciencias geodésicas obtienen una valiosa experiencia en varios proyectos a gran escala. Por ejemplo, en la central de gas natural de In Salah en Argelia y en el yacimiento de gas de Sleipner West en el Mar del Norte, el CO₂ no deseado que está presente en los depósitos de metano se está extrayendo e inyectando en acuíferos cubiertos por capas de roca impermeables. “Para nosotros, el almacenamiento de carbono es una actividad rutinaria, pero para el resto del mundo mucho de lo que hacemos es astronáutica”, comenta Iain Wright, que dirige el proyecto de almacenamiento de CO₂ de In Salah para BP, una de las compañías que opera en la central.

[En la central de gas natural de In Salah en Argelia, el CO2 no deseado se bombea bajo tierra. Ø. Hagen / Statoil]

Pero, aparte de estos casos, los especialistas en ciencias geodésicas cuentan con poca experiencia en el almacenamiento de CO₂. Cuando CCS cambia a situaciones menos exploradas, “aumenta el nivel de inseguridad”, indica Travis McLing, geólogo que colabora con la sociedad Big Sky Carbon Sequestration Partnership del Departamento de energía de Estados Unidos en Bozeman, Montana.

Los expertos no tienen claro la capacidad que habrá para secuestrar el carbono cuando el proceso se eleve a proporciones globales. Las estimaciones preliminares de capacidad en Estados Unidos, China y Europa sugieren que el mundo tiene espacio suficiente para almacenar CO₂, pero sólo una pequeña proporción tiene probabilidades de poder utilizarse, afirma Bert van der Meer, ingeniero de yacimientos que colabora con la organización de investigación sin ánimo de lucro TNO en Delft, Países Bajos.

Los ingenieros podrían descubrir que el CO₂ que se puede inyectar en los depósitos es menor del esperado porque los poros de roca disponibles ya están ocupados por el agua. O los grandes proyectos podrían quedar paralizados si el CO₂ no se distribuyese rápidamente a través de los depósitos subterráneos o si la velocidad a la que se pueda inyectar es inferior a la deseable. “La prueba definitiva será intentar realizar inyecciones y ver cómo responde la naturaleza”, comenta el especialista en ciencias geodésicas Stuart Haszeldine, de la Universidad de Edinburgo, en Reino Unido, aunque no considera que sea un obstáculo para el tema de CCS.

Jens Birkholzer, especialista en ciencias de la tierra del Lawrence Berkeley National Laboratory de California, calcula que una planta de secuestro de CO₂ a escala industrial aumentaría la presión de los poros de roca en una extensión aproximada de 100 kilómetros alrededor del lugar de inyección. Diseñó un modelo con los efectos de 20 puntos de almacenamiento de CO₂ a lo largo de la formación de arenisca de Mount Simon, bajo Illinois y los estados vecinos; la presión acumulada finalmente afectaba a toda la cuenca de 241.000 kilómetros cuadrados. Según señala Birkholzer, esto podría empujar el agua salobre hacia los yacimientos de agua dulce a través de las fallas existentes. Sin embargo, añade que en prácticas anteriores, como la extracción de agua subterránea en el área de Illinois del norte, el agua salina fue atraída hacia los pozos de extracción y se minimizaron las consecuencias medioambientales del escenario de almacenamiento de CO₂.

En la práctica, es posible que estos problemas nunca se materialicen. A diferencia de lo que creen muchos inversores, la mayoría de los geólogos piensa que las preguntas sin respuesta simplemente afianzan la necesidad de construir grandes proyectos de demostración para estudiar lo que sucede.

Una acogida variopinta
Ese planteamiento de probar y ver no ha podido con los adeptos de los grupos conocidos como “No en mi patio trasero” (del inglés NUMBY, not under my back yard). Además de en Barendrecht, han surgido protestas en varios lugares para los que se prevé o se está debatiendo la captura y almacenamiento de carbono, y no solamente en Europa. En agosto del año pasado, pese a estar financiado por el Departamento de Energía de Estados Unidos, un consorcio desechó un proyecto de 92.800.000 millones de dólares para enterrar CO₂ de una planta de etanol de Greenville, Ohio. Battelle, la organización de investigación sin ánimo de lucro que dirigía el proyecto afirmó que abandonó por “razones comerciales”, pero la prensa local lo vio como una victoria de los opositores.

“La gente se pregunta por qué tienen que hacer de conejillos de Indias, qué tiene que ver con ellos, si va a afectar al valor de su propiedad, qué peligros conlleva”, comenta Staffan Görtz, un portavoz de Vattenfall. Estas preocupaciones han llevado a muchos a sugerir que sería preferible, aunque más caro, almacenar el carbono bajo la superficie marina.

Sin embargo, los especialistas en ciencias geodésicas afirman que las preocupaciones sobre las fugas carecen de fundamento. Los estudios sísmicos y las técnicas de monitorización demuestran que no se ha producido ninguna fuga en los pocos proyectos de secuestro de carbono a gran escala que ya están en funcionamiento. Y los depósitos naturales de CO₂ demuestran que el gas se puede capturar y almacenar durante millones de años (Lu J, Wilkinson M, Haszeldine RS y Fallick AE, Geology 2009; 37: 35-8).

Si el CO₂ se almacena correctamente, la posibilidad de que haya un problema es prácticamente nula, según afirma Susan Hovorka, geoquímica de la Universidad de Texas en Austin. Ahora mismo la sociedad vierte casi la totalidad del CO₂ que genera. “Con CCS –añade– podríamos hacerlo mejor con cierto grado de confianza.”

No todos se oponen al secuestro. El propietario de unos terrenos en Mississippi, oliéndose los beneficios económicos, se negó a que el equipo de Hovorka realizase un estudio geológico de su propiedad porque temía que encontrasen algo que la descalificase como posible candidata a lugar de inyección.

Cerca de L'Aquila, en Italia, la gente vive cómodamente sobre yacimientos permeables de CO₂ natural. “Aquí se han construido edificios y el CO₂ penetra en los sótanos de las casas, pero simplemente se vuelve a ventilar al exterior”, afirma Tore Torp, un especialista en almacenamiento de CO₂ en Trondheim, Noruega, con Statoil, la compañía que dirige el proyecto de secuestro de Sleipner. Aunque posiblemente no lo sepan, mucha gente en Estados Unidos y Europa ha vivido durante casi un siglo sobre depósitos de un gas mucho más peligroso, el metano, que se inyecta bajo tierra cada verano para almacenarlo y usarlo en invierno.

David Keith, especialista en ciencias de la tierra de la Universidad de Calgary, en Alberta, Canadá, cree que a menudo las protestas sobre las fugas son una táctica. “Cuando la gente tiene razones bastante legítimas para pensar que no debería llevarse a cabo la captura y almacenamiento de carbono, la forma de pararlo es tocar el tema de la seguridad”, comenta. Por ejemplo, algunos grupos ecologistas se oponen a los proyectos de CCS porque les preocupa que la industria los utilice como excusa para construir más plantas de carbón o para obtener más beneficios de una recuperación de petróleo mejorada sin secuestrar realmente el CO₂.

Pero estas preocupaciones, que reflejan las de los orígenes de CCS en la industria petrolífera, también apuntan a un hecho que muchos ven como el mayor activo de la tecnología: puede hacer que las industrias y países contaminantes se pongan a hablar sobre los recortes de las emisiones de carbono. Ése fue uno de los motivos por los que Van der Hoeven viajó a Arabia Saudí el mes pasado, tras su gélida acogida en Barendrecht. Allí la recibieron con los brazos abiertos para debatir los planes de colaboración de este país en los proyectos de CCS de Países Bajos, Noruega y Reino Unido.

Con décadas de petróleo bajo las arenas árabes y más de un siglo de carbón enterrado en todo el mundo, muchos investigadores del campo energético consideran que el debate sobre la captura y almacenamiento de carbono ya está fuera de lugar. “A nadie le gusta, es un engorro. Pero es necesario”, dice Jon Gibbins, experto en energía de la Universidad de Edinburgo. “Si el mundo va a reducir las emisiones de carbono, ¿cómo va a hacerse sin CCS?”