Captura y almacenamiento del carbono: Las promesas y realidades de una tecnología puesta en solfa

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01 de Diciembre de 2013

Captura y almacenamiento del carbono: Las promesas y realidades de una tecnología puesta en solfa

Esta técnica se ha considerado por los grupos de poder financieros y energéticos como la gran esperanza para no afrontar los cambios radicales que exige la lucha contra el cambio climático. Pero a fecha de hoy apenas hay un puñado de proyectos piloto que se enfrentan a la inviabilidad económica que marca el bajo precio del dióxido de carbono. Además, el almacenamiento de carbono comparte con el "fracking" algunos riesgos, como la posibilidad de fugas y el hecho de aumentar los riesgos sísmicos.

Por Carlos Arribas, Ecologistes en Acció del País Valencià. Revista El Ecologista nº 79.

¿Qué se entiende por CAC?

La Captura y Almacenamiento del Carbono constituye un proceso consistente en la separación del CO2 emitido por la industria y fuentes relacionadas con la generación de energía en los procesos de combustión y su transporte a un lugar de almacenamiento geológico para aislarlo de la atmósfera a largo plazo. Debido a los riesgos subyacentes se ha prohibido la difusión del CO2 en la columna de agua oceánica o en el fondo marino [1], contempladas inicialmente como una opción en los primeros estudios sobre la CAC y por tanto solamente nos referiremos al almacenamiento en el subsuelo terrestre o marino, de forma preferente en yacimientos salinos. La acidificación del océano podría tener consecuencias negativas para los ecosistemas marinos y no hay ninguna garantía de que el CO2 no vuelva a la atmósfera.

La CAC está diseñada para ser aplicada a las grandes centrales termoeléctricas de carbón y gas, de nuevo diseño, aunque también se puede aplicar a las actuales centrales. Se vende como una forma «limpia» de generar electricidad y supone una magnífica excusa para promover y alargar la extracción de carbón, uno de los combustibles más sucios y contaminantes.

La reducción neta de las emisiones de CO2 dependerá del balance global de los siguientes factores: de la fracción de CO2 captado, de la mayor emisión debido a la pérdida de eficiencia de los procesos industriales y al aumento de la energía necesaria para captar, transportar y almacenar el CO2 (el CO2 se comprime hasta casi licuarlo), a las fugas producidas en el transporte y a la fracción del CO2 retenido en el almacén geológico. La captura puede ascender al 90% de las emisiones, que aumentan en un 25-30% debido a la pérdida de eficiencia y al mayor consumo energético. Suponiendo que no haya fugas en el transporte y en el almacenamiento, las reducciones reales quedan en un 80% del CO2 emitido anteriormente.

¿Cómo se captura el CO2 en los procesos de combustión?

La CAC consta de tres fases: captura, transporte y almacenamiento del CO2, siendo la fase de captura la más costosa de las tres. Aunque hay muchas tecnologías posibles, todas ellas se agrupan en tres tipos: pre-combustión (gasificación del combustible), post-combustión y oxicombustión. Se trata de separar los diferentes gases a utilizar o generados, para obtener una corriente de CO2 lo más pura posible, que retenga la mayor parte del carbono utilizado en la combustión.

En la técnica de la precombustión se trata de gasificar el carbón para obtener un gas de síntesis (mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno) y de separar el hidrógeno que se quemará sin producir dióxido de carbono. El monóxido de carbono se hace reaccionar con agua para producir dióxido de carbono e hidrógeno, que puede utilizarse de nuevo tras su separación como combustible. El dióxido de carbono se almacena.

En la técnica de postcombustión los gases de combustión son tratados con amoníaco o rocas calizas para fijar los óxidos de azufre y nitrógeno y posteriormente se fija el CO2 con sustancias químicas como las aminas [2], que al regenerarse generan una corriente rica en CO2.

En la oxicombustión se trata de eliminar del aire el nitrógeno y que el comburente sea muy rico en oxígeno (95-99%). El gas de combustión muy rico en CO2 y sin óxidos de nitrógeno se seca y purifica para eliminar el vapor de agua y las partículas. El CO2 obtenido hay que comprimirlo para transportarlo al punto de almacenaje subterráneo. La separación previa del nitrógeno del aire para obtener oxígeno puro es un procedimiento muy costoso energéticamente (hay que enfriar y comprimir el aire hasta licuarlo y después hacer una destilación fraccionada para separarlos).

La técnología de la postcombustión es la única que se podría aplicar a las actuales centrales térmicas de carbón o gas, y las otras dos son más adecuadas para plantas de nuevo diseño y alto rendimiento (centrales de gas de ciclo combinado, ciclo combinado de gasificación integrada del carbón, lecho fluidificado), pues alteran las condiciones de la combustión (el horno ha de resistir temperaturas más altas en la oxicombustión [3]) o del combustible. De todas formas el rendimiento global es mucho menor en el caso de la adaptación a la CAC de las actuales plantas que en las plantas nuevas.

La inyección de CO2 en el subsuelo se utiliza como técnica madura desde hace 40 años para la recuperación mejorada de yacimientos de gas o de petróleo cercanos al agotamiento [4]. La gran mayoría de la veintena de proyectos de demostración de la CAC existentes en la actualidad en el mundo se utilizan en la industria del petróleo y el gas. Pero no hay gran experiencia en el almacenamiento geológico del carbono y persisten las dudas sobre la posibilidad de fugas y los impactos ambientales, así como la estabilidad sísmica del emplazamiento [5]. La sismicidad inducida en el proyecto de almacenamiento de gas en el subsuelo marino en el proyecto Castor frente a Vinarós (Castellón), con más de 600 sismos en septiembre-octubre de 2013, alguno con magnitud de 4,2 es un ejemplo de lo que podría suceder en la CAC.

El coste de la CAC para la Comisión Europea oscila entre 30 y 100 euros por tonelada de CO2 almacenada [6], dependiendo de la tecnología utilizada y del combustible. Para la Agencia Internacional de la Energía, el coste medio es de 40 euros por tonelada no emitida en el caso de centrales de carbón y de 80 euros para centrales de gas [7]. Más del 80% del coste radica en el proceso de captura, dependiendo del coste del transporte (modo de transporte: barco o gasoducto y distancia al almacén geológico).

De la gran promesa a la gran decepción

La CAC se ha considerado por los grupos de poder financieros y energéticos como la gran esperanza para no afrontar los cambios radicales que exige la lucha contra el cambio climático, como la reducción sustancial de las emisiones en los sectores energéticos y de transporte (del 80 al 95% en 2050 en los países desarrollados y de un 50% a nivel global, según el IPCC, con un pico máximo de emisiones como muy tarde en 2015), y el abandono de la dependencia de los combustibles fósiles, y seguir con la actual dinámica. «Cambiar todo para que nadie cambie», el gatopardismo energético que diríamos.

La Directiva 2009/31/CE y la Ley 40/2010 sobre almacenamiento geológico del carbono plantean una aportación de la CAC del 15% de las reducciones necesarias en 2030, unos 160 millones de toneladas hasta ese año, con una reducción de 7 millones hasta 2020. El Consejo Europeo de junio de 2008 pedía que antes de 2015 se construyeran 12 centrales de demostración del CAC. El IPCC en un informe [8] de 2005 plantea que la CAC contribuiría entre un 15 y un 55% al esfuerzo mundial de mitigación con un horizonte de estabilización de los niveles de CO2 entre 450 y 750 ppm, con un potencial anual de absorción entre 2,6 y 4,9 Gt de CO2 antes de 2020 y de entre 4,7 y 37,5 Gt antes de 2050 (en 2011se emitieron alrededor de 34 Gt/año de CO2 en el mundo). Eso supondría la instalación de la CAC en 625 centrales termoeléctricas de carbón [9] de 1.000 MW antes de 2020. Tarea dificilmente realizable.

En el Cuarto Informe [10] del IPCC del Grupo de Trabajo III (Mitigación y Adaptación al Cambio Climático) la CAC juega un papel esencial en la mayoría de los modelos de estabilización de las emisiones (en dos de ellos por encima de la extensión de las energías renovables), con una reducción de alrededor de 1000 Gt de CO2 acumuladas en 2000-2100. La Agencia Internacional de la Energía [11] considera imprescindible la reducción de emisiones aportada por la CAC en 2050 estimada en un 20% del total.

Para la Comisión Europea [12] «la CAC sería una tecnología de gran valor que contribuiría a la consecución de una economía hipocarbónica en la UE; entre un 7 % y un 32 % (según el escenario utilizado) de la producción de energía recurriría a la CAC para 2050. Según estas evaluaciones, a partir de 2035 la CAC permitiría reducir a gran escala las emisiones de CO2 en los procesos industriales de la UE.»

La Comisión Europea estima que en 2030 un 18% de las instalaciones de combustibles fósiles tendrán CAC.

La Directiva 2010/75/UE sobre emisiones industriales obliga a que las nuevas centrales térmicas con potencia superior a 300 MW estén listas [13] a partir de 2009 para incorporar la CAC posteriormente.

La Agencia Internacional de la Energía, en palabras de su Director General para la Combustión Limpia, John Topper [14], estima que en 2020 ninguna central de carbón debería funcionar sin CAC [15].

En la CAC aunque algunos procedimientos parciales tienen un grado de madurez alto (el transporte, la recuperación mejorada del petróleo) la mayor parte del proceso todavía está en fase de demostración y de construcción de prototipos. Todavía no hay una gran central termoeléctrica de gran potencia (1.000 MW) que utilice de forma comercial la CAC.

Un proyecto de demostración muy avanzado, y posiblemente la primera central termoeléctrica del mundo con CAC en 2014 es la planta «Dam Boundary» en Estevan, provincia de Saskatchewan (Canadá) que está remodelando la unidad 3 de 147 MW para la CAC, con tecnología postcombustión y que reduciría las emisiones en 1 millón de toneladas de CO2 anuales. La potencia real de la planta será de 110-115 MW debido a la pérdida de eficiencia de la CAC. El CO2 se transportaría a 60 km para inyectarlo en pozos de recuperación mejorada de petróleo [16].

Los proyectos europeos de la CAC: PEERE y NER300

El Proyecto Energético Europeo para la Recuperación Económica (PEERE)

En julio de 2009 se creó el Programa Energético Europeo para la Recuperación Económica con ayudas financieras al sector energético, especialmente para la creación de infraestructuras de interconexión, producción de energía a partir de fuentes renovables, captura de carbono y promoción de la eficiencia energética. Se dotó con 3.890 millones de euros, de los cuales se destinaron 1.000 millones para proyectos CAC que capturara al menos el 80% de las emisiones de centrales termoeléctricas con una potencia mínima de 250 MW.

Se seleccionaron 12 proyectos de centrales termoeléctricas de carbón con una potencia total de 12.740 MW, aunque al final quedaron solamente 6 proyectos. En el Estado español se seleccionó el proyecto Compostilla [17] en el Bierzo leonés (Cubillos del Sil) con la tecnología de oxicombustión y una financiación en la primera fase de 180 millones de euros. En esta fase se ha construido una pequeña central térmica de 30 MW cerca de la actual Central Térmica de Compostilla de Endesa, para después ser adaptada a escala de demostración (300 MW) en una hipotética segunda fase. El CO2 capturado se transportaría mediante tuberias de 145 km de longitud a Hontomín en Burgos para inyectarlo en el subsuelo. Estaba previsto que a finales de 2013 comenzaran las pruebas de inyección del CO2. Sin embargo recientemente Endesa ha abandonado la segunda fase del proyecto Compostilla por falta de viabilidad económica.

El balance global de este programa CAC ha sido muy pobre. Solamente se han generado 400 puestos de trabajo [18] y ningún proyecto tiene asegurada la participación privada, ya que la ayuda pública financia solamente el 80% del coste total.

Un obstáculo insalvable para los proyectos europeos: la caida del precio del CO2

Todos esos proyectos se plantearon con unas expectativas del precio de los derechos de emisión entre 20 y 30 euros la tonelada. Sin embargo el precio ha caído por debajo de los 10 euros y acercándose a los 5 euros, lo que supone que la financiación ha disminuido sensiblemente. La crisis económica y el reparto gratuito de derechos de emisión a sectores enteros (cerámica, cemento, etc) ha hecho que en 2012 haya 855 millones de derechos no utilizados, lo que podría suponer que el precio bajara aun más por debajo de los 5 euros [19]. Esa caída ha hecho que los promotores reflexionen sobre la viablidad de esos proyectos [20].

Los promotores de los proyectos europeos de Almacenamiento de Carbono podrían tener que devolver incluso cientos de millones de euros a la UE por la renuncia de las empresas promotoras a seguir con los proyectos ya que el mercado de comercio de CO2 y el coste de la reducción de emisiones es insuficiente en estos momentos para que los proyectos continúen. Ningún proyecto ha adoptado la decisión final de inversión.

De los 1.000 millones de € destinados a la CAC, mas de 320 millones podrían tener que devolverse a la UE por la renuncia de las empresas promotoras a seguir con los proyectos. A esto habría que añadir otros 36 millones de € de los proyectos ya abandonados, como el polaco Be?chatów, cancelado en marzo de 2013 por falta de financiación, y el Jänschwalde cancelado en Alemania por la oposición social a los lugares de almacenamiento y por el retraso de la transposición a la legislación alemana de la Directiva 2009/31/CE.

El escaso avance de los cuatro proyectos restantes, es lo que hace prever que cientos de millones de euros no gastados estén en riesgo de tener que devolverse, siendo el 31 de octubre la fecha límite para poder disponer de los fondos. Tres de ellos, el Road en Rotterdam (Países Bajos), Porto Tolle en Italia y Don Valley (Hatfield) en el Reino Unido han pedido más tiempo para utilizar los fondos asignados, de 180, 100 y 180 millones de € respectivamente. El Road hasta diciembre de 2014, el Porto Tolle hasta julio de 2014 y el Hatfiel hasta diciembre de este año. El Road tiene una laguna de financiación de 130 millones de euros. El Reino Unido decidió no financiar el proyecto Don Valley y los promotores privados quieren seguir con el proyecto pero reduciendo su tamaño. En 2015 se tomará la decisión final. En Porto Tolle se revocó el permiso ambiental de la central térmica de base.

El cuarto proyecto, la planta española de Endesa en Compostilla, no ha solicitado ninguna ampliación y ha abandonado las ayudas dentro del programa PEER, dado que no ha solicitado la ayuda dentro del plazo reglamentario del 31 de octubre de 2013. Endesa aduce falta de viabilidad económica del proyecto [21]. La planta de Endesa, sería la que habría recibido una aportación mayor, unos 117,3 M€ (el 65% de lo asignado). En total se habrían pagado 391 millones de € del total de los 1.000 millones de € disponibles. Ninguno de estos cuatro proyectos aun vigentes ha solicitado la financiación de la segunda ronda del programa NER300.

Las causas de estos abandonos, comunes a otros proyectos, como el canadiense «PIONER [22]«, indican que si bien «la tecnología funciona y que los costes de capital están en línea con lo esperado, el mercado de comercio de CO2 y el coste de la reducción de emisiones no es suficiente en estos momentos para que los proyectos continúen» [23]«.

El Proyecto NER300 de la Unión Europea: un fracaso más para los proyectos CAC

Por Decisión de la Comisión Europea de 3 de noviembre de 2010 se creó el fondo para financiar proyectos de demostración de CAC y de energías renovables novedosas, que se dotó con los derechos de emisión de 300 millones de toneladas de CO2 para nuevos entrantes, que se monetarizan en las subastas de los permisos en el mercado del carbono. En la primera convocatoria (200 millones), se debían financiar 8 proyectos CAC, con al menos uno por cada tecnología con una potencia mínima de 250 MW, y 3 con almacenamiento en acuíferos salinos, pero en realidad no se financió ningún proyecto CAC. En la segunda convocatoria (100 millones), que debería servir para ajustar los proyectos maduros que ya se hubieran presentado en la primera fase se tramitó al Banco Europeo de Inversiones (entidad encargada de la supervisión económica y de monetarizar los permisos de emisión) solamente un proyecto CAC por parte del Reino Unido. Finalmente ningún proyecto recibirá financiación europea, pues los Estados miembros no confirmaron sus proyectos en la última etapa, pues la contribución nacional o privada estaba incompleta. La mayoría de los proyectos CAC solicitaban financiación por encima del límite establecido (327 millones de euros) y hacían recaer la misma en el sector público.

¿Es una solución la CAC?

A los obstáculos económicos se unen los ambientales, en una tecnología que además de acelerar el agotamiento de los combustibles fósiles, y de reducir el rendimiento de las instalaciones, comparte muchos de los riesgos de la Fractura Hidráulica, especialmente en las posibilidades de fugas y sus efectos sobre el clima y sobre las aguas subterráneas, además de incrementar los riesgos sísmicos inducidos, como se ha comentado anteriormente. Aceptar este tipo de «soluciones tecnológicas» es aceptar propuestas que únicamente tratan de esconder los problemas, sin garantía alguna de resolverlos, dejando a generaciones futuras una hipoteca ambiental más, esperando que sean ellas las que encuentren la solución adecuada.

Notas

[1] El Convenio OSPAR de Protección del Medio Marino del Nordeste del Atlántico (1992) y el Convenio sobre la Prevención de la Contaminación del Mar y su Protocolo de Londres (1972), prohíben la inyección de CO2 en la columna de agua del océano. Una enmienda del Convenio de Londres (1996) y del Convenio OSPAR (2008) posibilitan la inyección de CO2 en el subsuelo marino con una serie de condiciones. (BOE 18-10-2011).

[2] Las aminas pueden reaccionar con otras sustancias para dar nitrosaminas y nitroaminas, sustancias consideradas tóxicas y cancerígenas. El Gobierno Noruego postpuso en 2011 la puesta en marcha de un proyecto CAC en la central de gas de Mongstad con utilización de aminas como absorbente del CO2, que debía comenzar a operar en 2014 a 2018, por las incertidumbres sobre esa tecnología. Ahora en 2013 parece que la ha descartado definitivamente.

[3] Una alternativa menos costosa es reintroducir parte del CO2 generado y rebajar la proporción de oxígeno a un valor cercano a la existente en el aire (21-29%). Se trata pues de sustituir el nitrógeno del aire por CO2. Así la temperatura de la caldera no aumentaría respecto a la combustión con aire sin tratar.

[4] Shell en 1970 fue pionera en la inyección de CO2 para recuperar petróleo en pozos agotados en Texas. Desde octubre de 1996 un consorcio de cuatro compañías petroleras inyecta 1 millón de toneladas de CO2 al año en un acuífero a un kilómetro de profundidad del yacimiento de gas de Sleipner West en el Mar del Norte de Noruega, recuperando gas natural, y separando el CO2 presente en un 9%. Es la primera planta offshore que utiliza CAC, utilizando aminas que disuelven el CO2. Hay otra instalación noruega similar con CAC en Snøhvit. En EE.UU. hay más de 2.500 km de gasoductos que transportan 40 millones de toneladas de CO2 al año.

[5] – Enhanced Remote Earthquake Triggering at Fluid-Injection Sites in the Midwestern United States, Nicholas van der Elst et al; Injection induced earthquakes, William Elsworth, Science, 12 julio 2013. Se ha comprobado un aumento del número de terremotos en el centro y este de los EE.UU. en los ultimos años (300 con magnitud superior a 3.0 en 2010-2012 y uno con 5,6 en Oklahoma en 2011, con la destrucción de 14 casas y 2 heridos), que podrían estar relacionados con la inyección de fluidos en el subsuelo (aguas residuales industriales o fractura hidráulica) en las cercanías de fallas tectónicas. Los centenares de terremotos ocurridos en las comarcas del Baix Maestrat y Baix Ebre en septiembre-octubre de 2013 están relacionados sin duda con la inyección de gas natural en el subsuelo marino enfrente del término de Vinarós en el Proyecto Castor de almacenamiento de gas natural y en las cercanías de una falla.
- Induced seismicity associated with fluid injection into a deep well in Youngstown, Ohio, Won-Young Kim, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, vol.118, 7, julio 2013. 109 terremotos fueron observados en Youngstown, Ohio en enero 2010-febrero 2011, el mayor de magnitud 3,9, relacionados con la inyección de fluidos en el subsuelo, en las cercanías de una falla. Cuando cesaba la inyección no se producían terremotos.

[6] Comunicación de la Comisión sobre el futuro de la CAC en Europa, 27 marzo 2013, COM(2013) 180 final.

[7] Esos valores son aproximadamente los mismos (37-90 euros) que calculó la Zero Emissions Platform en su estudio: The Costs of Capture, Transport and Storage, Post-Demostration CCS in EU, 2011, www.zeroemissionsplatform.eu

[8] La Captación y el almacenamiento de dióxido de carbono, Informe Especial del IPCC, 2005.

[9] Una central termoeléctrica clásica de carbón de 1.000 Mw con un factor de potencia 0,8 genera unos 6-7 millones de toneladas al año de CO2.

[10] Contribución del Grupo de Trabajo III al Cuarto Informe IPCC 2007, en www.ipcc.ch

[11] International Energy Agency, World Energy Outlook 2009.

[12] Comunicación de la Comisión sobre el futuro de la CAC en Europa, 27 marzo 2013, COM(2013) 180 final.

[13] El art. 36 obliga a que la nuevas centrales térmoléctricas dispongan de emplazamiento para el almacenamiento de CO2, el transporte sea viable y sea viable técnica y económicamente la adaptación posterior. Los proyectos que cumplen con esas características son muy escasos.

[14] Diario de León, 12/09/2013

[15] Curiosamente esta es la misma posición que algunos grupos ambientalistas como Bellona (www.bellona.org).

[16] Una de las posibles razones de ese éxito es que el Gobierno del Canadá implantará en 2015 un límite máximo de emisión de CO2 para nuevas centrales termoeléctricas de carbón de 420 toneladas/GW•h. La emisión sin CAC de una central clásica está en 950 t/GW•h. El Estado de California tiene el límite de 500 t/GW•h para las nuevas centrales termoeléctricas.

[17] Ese proyecto es un consorcio de Endesa Generación (ingeniería), la Fundación Ciudad de la Energía (investigación y divulgación, con la construcción del Museo Nacional de la Energía, ahora disuelta cuyas competencias pasan al IDAE) y Foster Wheeler (caldera de lecho fluido circulante). La Ciudad de la Energía fue un proyecto del PSOE, que fue presentado en 2006 como el gran proyecto de futuro para el Bierzo y una de las soluciones para el declive de la minería del carbón. El Gobierno Rajoy está en trance de liquidarla ya que apenas tendrá presupuesto en 2014.

[18] Hasta mayo de 2011. Mid-term evaluation of the European Energy Programme for Recovery Final Report, Informe de Deloitte 25/01/2012 para la Dirección General de Energía de la Comisión Europea.

[19] España compró a Polonia en 2012 derechos de emisión de 100 millones de toneladas por 42 millones de euros, o sea el precio fue de 0,42 € la tonelada. El País 3 de noviembre 2013: «España, entre los países que más pagan por cumplir Kioto»

[20] Una explicación del éxito de los dos proyectos noruegos de CAC en Sleipner West y en Snøhvit es el impuesto de 25 euros por tonelada de CO2 emitido existente en Noruega a los productores de gas y petróleo.

[21] «El desplome del precio por emisión de CO2 dinamita el proyecto de captura de Endesa», Diario de León, 1 de noviembre de 2013.

[22] Consiste en la remodelación de la unidad 3 de la central térmica de carbón en Keephills (Alberta, Canadá) que captaría 1 millón de toneladas de CO2 con tecnología postcombustión (aminas) e inyección a 70-80 km de distancia en el yacimiento de petróleo de Pembina al sudoeste de Keephills con recuperación mejorada de petróleo.

[23] Informe del Proyecto Pioner 2013 en http://cort.as/52LE

Fuente:
https://www.ecologistasenaccion.org/22923/captura-y-almacenamiento-del-carbono/

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