Emisiones de CO2

Como se explicó anteriormente, el CO2 es la principal causa del calentamiento global y el cambio climático. Cuanto más CO2 hay en la atmósfera; más dañino será el efecto. Desde que ocurrió la Revolución Industrial en el siglo XVIII, el CO2 ha crecido a pasos agigantados. La Fig. 4.1.1 muestra el crecimiento de las emisiones globales desde mediados del siglo XVIII hasta la actualidad.

Como se ve en la Fig. 4.1.1, se puede apreciar que antes de la Revolución Industrial, las emisiones de carbono eran insignificantes, casi cero hasta 1850. Luego, las emisiones comenzaron a crecer, pero todavía fue relativamente lento hasta mediados del siglo XX. . En 1950, las emisiones mundiales de CO2 alcanzaron los 6 000 millones de toneladas y, en 1990, las emisiones casi se cuadruplicaron, llegando a más de 22 mil millones de toneladas.

La mayoría de estas emisiones de CO2 que el mundo emite anualmente provienen de combustibles fósiles. La Fig. 4.1.2 muestra las emisiones globales de CO2 de los combustibles fósiles y el cambio de uso de la tierra desde mediados del siglo XIX hasta la actualidad.

Figura 4.1.3. muestra las emisiones anuales de CO2 provenientes de combustibles fósiles por región desde mediados del siglo 28 hasta la actualidad.

Como se ve en la Fig. 4.1.3, hasta el siglo XX, Europa y los EE. UU. fueron las regiones emisoras más grandes del total de emisiones globales de CO2, emitiendo más del 85% de las emisiones globales en 1950. Sin embargo, esto ha cambiado con el tiempo. A partir de la segunda mitad del siglo XX, se puede apreciar que las emisiones de CO2 en particular han aumentado significativamente en el resto del mundo, especialmente en Asia, y de manera más notoria en China.

Los números que se muestran en los gráficos de arriba son aterradores. Así, se están desarrollando tecnologías alternativas para la producción de energía sin ningún tipo de contaminación, como CAC y energías renovables.

Tecnología CAC

Se cree que la tecnología de captura y almacenamiento de carbono (CAC) es una de las soluciones para lograr los objetivos de cero neto impuestos por el Acuerdo de París. También puede reducir las emisiones de CO2 que se han liberado del sector energético a la atmósfera en todo el mundo.

Esta tecnología consiste en capturar el CO2 producido por las plantas industriales, comprimirlo para transportarlo y luego inyectarlo a gran profundidad (al menos 800 metros bajo la superficie) en un sitio de almacenamiento geológico seguro y cuidadosamente seleccionado, donde queda atrapado y almacenado permanentemente en roca porosa. (Global CCS Institute, 2021). Este proceso se puede ver en la Fig. 4.2.1.

El costo de captura es principalmente una función de las propiedades de las corrientes de gases de combustión (Shubham Das, 2016). Generalmente disminuye con bajas temperaturas y mayores concentraciones. El costo total de CCS varía de un proyecto a otro y depende de los siguientes factores (Global CCS Institute, 2021):

• Captura de CO2 en la fuente de emisión: purificación de CO2 de una corriente de gas hasta más del 95 % de pureza por volumen
• Deshidratación y compresión/licuefacción de CO2, según el método de transporte
• Transporte de CO2: por tubería, barco o vehículo móvil
• Inyección de CO2 y monitorización y verificación del CO2 almacenado

Al capturar CO2, es fundamental eliminar el agua del CO2. De lo contrario, pueden provocar conjuntamente la corrosión de las tuberías. Este proceso se puede realizar comprimiendo o refrigerando CO2.

Hay dos métodos para transportar grandes cantidades de CO2. Uno de ellos es comprimirlo a una fase densa para su transporte a través de tuberías. El segundo método consiste en refrigerar CO2 hasta la fase líquida para su transporte por barco u otros vehículos.

La Fig. 4.2.2 muestra los costos de captura de carbono en varios procesos industriales y de energía, excluyendo la compresión de CO2. Además, la Fig. 4.2.3 ilustra los costos indicativos solo para cada parte de la cadena de valor suponiendo que se construya en la costa del Golfo de EE. UU.

Energía renovable

La otra solución alternativa para la reducción de emisiones de CO2 son las energías renovables. La energía renovable es un tipo de energía limpia que proviene de fuentes naturales (Natural Resources Defense Council NRDC, 2018), como el sol, el viento, el agua o la biomasa (Selectra Climate Consulting, 2022).

A diferencia de la energía de los combustibles, la energía renovable se puede reponer durante la vida humana. Al ritmo actual de consumo de energía del mundo, el petróleo, el gas natural y el carbón pueden agotarse en 50, 60 y 110 años, respectivamente (Selectra Climate Consulting, 2022).

Debido a la urgente demanda de cumplir con el límite del 2% según el acuerdo de París, surgió la necesidad de sustituir los combustibles fósiles por un tipo de energía más limpia y respetuosa con el medio ambiente, como son las fuentes de energía renovables, que pueden abastecer las dos terceras partes del total demanda mundial de energía. El cambio de energía de combustibles fósiles a renovables se conoce comúnmente como transición energética (Dolf Gielen et al., 2019).

Aunque esta transición energética aún se encuentra en sus inicios, cada vez más países en todo el mundo están optando por esta tecnología para disminuir el drástico aumento de gases de efecto invernadero provocado por los combustibles fósiles. Los gobiernos de todo el mundo están cambiando constantemente sus objetivos de energía renovable (Dolf Gielen et al., 2019).

Por ejemplo, la Unión Europea ha ajustado su objetivo para 2030 del 27% que se estableció en 2014 al 32% en junio de 2018. India ha fijado el objetivo de 175 GW para este año que incluye 60 GW de energía eólica, 100 GW de energía solar , 10 GW de biomasa y 5 GW de pequeña energía hidroeléctrica (METAS de Desarrollo Sostenible, 2021). El gobierno del Reino Unido estableció un objetivo de emisiones netas cero para 2050, con el objetivo de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en un 100 % en comparación con los niveles de 1990 (Selectra Climate Consulting, 2022).

Para tener una idea de cuán dañinos son los combustibles fósiles para los seres vivos del planeta, en la Fig. 4.3.1., se muestra una comparación de las emisiones de CO2 entre energías renovables (como la geotérmica, hidroeléctrica) y fósiles (como el petróleo, el gas natural ) se muestra.

De la Fig. 4.3.1., se puede observar que al quemar combustibles fósiles, el gas natural libera entre 0,6 y 2 libras de CO2E/kWh, el carbón emite entre 1,4 y 3,6 libras de CO2E/kWh. Sin embargo, de las energías renovables, la eólica, solar, geotérmica e hidroeléctrica son responsables solo de emisiones de CO2 entre 0,02-0,04, 0,07-0,2, 0,1-0,2 y 0,1-0,5 libras de CO2E/kWh en base al ciclo de vida, respectivamente. (Unión de Científicos Preocupados, 2017).