viernes, 4 de mayo de 2012

2 pájaros de un tiro: Reducción de CO2 + Combustibles baratos

Se le atribuye a Wally Broecker (Chicago, 1931) la primera mención al "calentamiento global" en un artículo publicado en la revista Science en 1975. Con fervientes defensores y no menos enérgicos detractores, llevamos por tanto casi 40 años debatiendo sobre si la acción reciente del hombre, que está causando un incremento notable del CO2 en la atmósfera, puede o no tener efectos catastróficos y/o irreversibles. Aquí está el debate, en los posibles efectos, porque el que hay más CO2 en la atmósfera es un hecho comprobado: en el observatorio de Mauna Loa (Hawaii), quizá el que tiene el registro histórico más antiguo, la medición de la concentración de CO2 en el aire dio un resultado de 315 partes por millón en 1958 y de 392 ppm en 2011, lo que representa un incremento del 25% en unos 50 años. Y, por lo que pueda pasar, parece que tiene sentido buscar formas de frenar e, incluso, revertir esa tendencia.

Para lo de frenar el incremento de CO2 en la atmósfera, hay multitud de iniciativas destinadas a reducir las emisiones, la más conocida el Protocolo de Kioto (1997) firmado hasta ahora por 197 Estados (curiosamente USA, el mayor emisor, no está entre ellos).
Klaus S. Lackner
Pero en esta entrada vamos a tratar de uno de los avances más prometedores en el otro sentido: el de reducir los niveles de CO2 actualmente existentes. Y la idea se la debemos a Klaus S. Lackner (alemán formado en la Universidad de Heidelberg que actualmente trabaja en el Earth Institute de la Universidad de Columbia). Bueno, a él o a su hija Claire, quien parece que le dio la pista clave mientras preparaban juntos un trabajo escolar.


Y la idea es sencilla: ¿Cuál es el mecanismo más abundante en la naturaleza que continuamente está atrapando CO2 de la atmósfera?  Las hojas de los árboles, a través de la fotosíntesis. Pues bien, la idea de Lackner, ya en fase de desarrollo en Tucson, Arizona, consiste en construir una especie de "árboles artificiales", mecanismos que haciendo pasar el aire ambiental por ellos y utilizando hidróxido sódico generan una reacción ácido/base, que permite separar y almacenar parte del CO2. El proceso completo se describe en este gráfico:


El resultado clave es que el aire ambiental, que entra con una concentración de 380 ppm de CO2, sale con 280 ppm, lo que parece ser era el nivel promedio que había en la Tierra antes de dar comienzo la Revolución Industrial.
Y ya tenemos alguna visualización futurista, con árboles artificiales flanqueando las autopistas:



"Depuradoras de carbono" en las autopistas


O sea, que tenemos el primer pájaro (la reducción de CO2) en el morral. ¿Y el segundo pájaro, los combustibles baratos, qué tienen que ver con ésto?.

Y aquí entra en escena Joule Biotechnologies (www.jouleunlimited.com), una compañía radicada en Bedford, Mass., que tiene patentados ya diferentes microorganismos fotosintéticos producidos mediante ingeniería genómica y que, atentos: Producen diesel, etanol y múltiples sustancias químicas usando luz solar, agua no potable y... tacháaan... CO2.
La cuadratura del círculo. La piedra filosofal.

Los datos que aporta la empresa son reveladores: Si la remolacha y el maíz producen 580 galones de etanol por acre (es la medida americana, pero a efectos comparativos nos sirve),  y las algas (otra fuente en desarrollo para obtener biocombustibles) producen hasta 6.000 galones/acre, la predicción de Joule es que sus laboriosos microorganismos producirán hasta 25.000 galones/acre una vez que la producción comercial se encuentre a gran escala. Y a un coste estable de $0.60/galón (la gasolina en USA se vende hoy a unos $4.00/galón en las gasolineras).

La propia Joule nos da un esquema de sus "factorías":

Y ahora, la pregunta del millón(*): ¿Que pasaría si pudiéramos combinar una "depuradora de carbono" de Lackner con una "fábrica" de Joule? Pues que, utilizando el CO2 capturado por la depuradora para abastecer la fábrica,  conseguiríamos dos resultados muy apetecibles: reducción notable de los niveles de CO2 en la atmósfera y generación de biocombustibles a bajo precio. 2 pájaros de un tiro. Q.E.D. ("Quod erat demostrandum").

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(*) La idea de esta combinación, la inspiración para esta entrada y algunos de sus datos provienen de Mark Stevenson, autor de "Un viaje optimista por el futuro", un libro muy recomendable publicado por Galaxia Gutenberg en 2011.

2 comentarios:

  1. Desde luego, la solución al suministro de carburantes en las próximas decadas está en el uso de biocombustibles. Aparte de lo que ya hay (bioetanol/biodiesel), se está avanzando mucho en biomasa de segunda generación(segregada del sector del alimentario), microalgas e incluso fotosíntesis de eficiencia optimizada genéticamente.

    Sin embargo, yo me conformaría con matar ese pájaro: no creo que prosperen las tecnologías de captura artificial masiva de CO2.

    En 2009 tuve que estudiar un poco el tema para una presentación de renovables que hice en México. Hablé antes con expertos de mi empresa que participaban en un importante proyecto de I+D en RU y me facilitaron algunos datos, que presento simplificados por sencillez, pero válidos en orden de magnitud.

    Para una planta térmica (donde los costes unitarios son mínimos por factor de escala), el coste total de captura se estimaba en 200 euros/Tn carbón y el del almacenamiento seguro en otro tanto. Se entiende por almacenamiento seguro cuando el CO2 se mineraliza como solido inocuo (p.ej: un carbonato). El almacenamiento submarino o subterraneo en estado gaseoso, mas barato, será muy contestado o prohibido por el peligro de escape. Una fuga de CO2, que al ser mas pesado que el aire se acumularía a ras de suelo, mataría por anoxia a todo ser vivo en la zona de escape, hasta que se dispersase por el viento.

    En contraste con lo anterior, el coste de capturar el carbono atmosférico de forma segura mediante el viejo método de la fotosíntesis es de 2-3 órdenes de magnitud inferior, y eso solo en el caso de aplicar (y pagar) reforestación humana.

    La naturaleza (mar/tierra) ya captura el 97-98% del CO2 que se emite a la atmósfera. Se trata de aumentar su capacidad ese 2-3% que falta.

    Mas datos:

    Las emisiones humanas de carbón a la atmósfera en forma de CO2 son de 7 gigatoneladas/año. Con lo dichop antes, capturar artificialmente ese cabono costaría de 1-10 billones de euros/año.

    Hay importantes grupos industriales, los que disponen de la tecnología de captura de CO2, interesados en promover decisiones políticas a favor de las inversiones en este área, apoyadas estas a su vez en la ciega simpatía popular hacia todo lo que suene a mejorar el medioambiente.

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    1. Muchas gracias Telmo por tu aportación. Como bien sabes, yo no soy experto en estos temas, sino "divulgador" de cosas que me han llamado la atención y que creo pueden ser relevantes en el futuro.
      De todas formas, yo no perdería de vista a este Klaus Lackner. No parece que sea un pirado; en Columbia no le dan el puesto de profesor a cualquiera, y parece que lleva 5 años en Arizona demostrando que sus "depuradoras de carbono" funcionan...

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