Bioenergía y captura de carbono: El doble golpe a la crisis climática.

Introducción

La crisis climática actualmente representa uno de los mayores desafíos que enfrenta nuestra sociedad. Las emisiones de gases de efecto invernadero provenientes de la quema de combustibles fósiles son los principales impulsores del cambio climático. Sin embargo, la bioenergía y la captura de carbono han surgido como dos soluciones alternativas muy importantes para disminuir y controlar este problema global. Estas tecnologías pueden trabajar en conjunto para reducir las emisiones de carbono y ofrecen una alternativa prometedora para transformar la industria energética y abordar la crisis climática.

¿Qué es la bioenergía?

Es la energía procedente de la transformación de biomasa o material orgánica renovable derivada de árboles, cultivos agrícolas, residuos forestales, residuos animales y otros materiales biológicos. Puede ser utilizada como fuente de energía mediante diversos procesos, como la combustión directa, la producción de biogás o la obtención de biocombustibles líquidos. En la figura 1 se tiene un esquema de una planta de biogás².

Clasificación de la bioenergía

La bioenergía se clasificará de acuerdo con el origen de sus materias primas de la siguiente manera:

• A partir de cultivos alimentarios, como maíz, caña de azúcar y maíz para etanol, y la materia prima del biodiésel proviene de aceites vegetales como el aceite de soja y el aceite de canola o reciclados. 
• Creada desde materiales celulósicos como algodón, madera, hierbas y fibras vegetales. 
• Producción de energía que proviene de las algas.

La importancia de la biomasa en la lucha contra la crisis climática

• Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero: Cuando se usa como fuente de energía, la biomasa emite dióxido de carbono (CO₂), pero esta cantidad es equivalente a la que los bosques y plantas absorbieron durante su crecimiento. Por lo tanto, la combustión de biomasa no aumenta las emisiones netas de CO₂ en la atmósfera, lo que la convierte en una alternativa más limpia en comparación con los combustibles fósiles.

• Sustitución de combustibles fósiles: La biomasa puede ser empleada como reemplazo de combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas natural en diversas aplicaciones energéticas, como la generación de electricidad y calefacción. Al reducir la dependencia de los combustibles fósiles, se disminuye la emisión de gases de efecto invernadero y se contribuye a la mitigación de la crisis climática.

• Aprovechamiento de residuos: La biomasa puede provenir de residuos orgánicos, como los desechos agrícolas, forestales o alimentarios, que de otro modo podrían terminar en vertederos y emitir metano, un potente gas de efecto invernadero. Al usar estos residuos para generar energía, se evita su descomposición y se reduce la liberación de metano.

• Ciclo de carbono: A diferencia de los combustibles fósiles, cuya quema libera carbono almacenado durante millones de años en la forma de CO₂, la biomasa proviene de plantas que recientemente han capturado CO₂ de la atmósfera a través de la fotosíntesis. Al utilizar biomasa como fuente de energía, se establece un ciclo de carbono en el que el CO₂ emitido es reabsorbido nuevamente por las nuevas plantas, manteniendo así un equilibrio en las emisiones.

¿Qué es la captura de carbono?

La captura de carbono es un proceso para la recolección y retención del dióxido de carbono (CO₂) de las emisiones industriales. El objetivo principal es la captura de carbono para reducir la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera y mitigar el cambio climático.

Aunque es una tecnología en pleno desarrollo, existen múltiples proyectos activos con apoyo científico / económico en diferentes países. Algunos de esos proyectos ye están en funcionamiento, con muy buenos resultados y mejores proyecciones.

Métodos y tecnologías de captura

Existen diferentes técnicas de captura siendo las más comunes:

• Plantar árboles es la forma muy importante para capturar CO₂ (Figura 2): Los árboles capturan el carbono a través de un proceso de fotosíntesis, donde las hojas de los árboles toman dióxido de carbono (CO₂) de la atmósfera y, utilizando la energía del sol, lo convierten en azúcares y otros compuestos orgánicos. Estos compuestos se utilizan para el crecimiento y desarrollo del árbol.

Es por eso que la conservación y expansión de los bosques, así como la reforestación, son medidas fundamentales para ayudar a combatir el cambio climático y mantener el equilibrio del ciclo del carbono¹.

 Captura de carbono en instalaciones industriales: Se usa en instalaciones de energía y otras industrias para capturar el CO₂ producido durante la quema de combustibles fósiles. El CO₂  se separa y se almacena en depósitos subterráneos o se emplea para otros fines.

Captura de carbono directa del aire: Implica la captura de CO₂ directamente de la atmósfera mediante absorción química con una amina, adsorción con materiales sólidos, como: zeolitas o carbón activado, con el uso de membrana que permiten el paso del CO₂ mientras bloquean otros componentes del aire y captura electroquímica que utiliza una reacción electroquímica donde, el CO₂ se convierte en una forma química estable que se puede recolectar y almacenar.

¿Qué hacer con el carbono capturado?

El carbono que se captura con el fin de mitigar el efecto invernadero y gestionado de diferentes maneras.

• Almacenamiento geológico: El carbono capturado se puede comprimir y transportar a como yacimientos de petróleo o gas agotados, acuíferos salinos y formaciones geológicas profundas. Allí, se inyecta en el subsuelo de manera segura y se almacena a largo plazo.

• Utilización en la industria: Como materia prima en diversos procesos industriales. Por ejemplo, puede ser empleado para la producción de combustibles sintéticos, productos químicos o materiales de construcción.

• Fábrica de baterías: El carbono capturado puede ser convertido en carbono negro, nanotubos de carbono o grafeno. Estas formas de carbono tienen propiedades únicas que pueden ser útiles en la fabricación de baterías.

• Manufactura de productos: Para fabricar productos que tengan una vida útil prolongada. Esto podría incluir la producción de plásticos, materiales compuestos o productos de construcción.

• Uso en productos agrícolas: Para mejorar la calidad del suelo y aumentar la captura de carbono en la agricultura. Por ejemplo, utilizarlo en forma de biochar (carbón vegetal) para mejorar la fertilidad del suelo.

Sinergia entre la bioenergía y la captura de carbono

La bioenergía y la captura de carbono son tecnologías complementarias que pueden trabajar juntas para abordar la crisis climática de manera más efectiva. La captura de carbono puede aplicarse en las plantas de generación de bioenergía, donde las emisiones de carbono se pueden capturar y almacenar de forma segura. Esto permite que la bioenergía sea una fuente de energía con emisiones netas negativas, ya que se retira más carbono de la atmósfera del que se emite durante su proceso de generación.

Además, la bioenergía puede proporcionar una fuente de energía constante y confiable para alimentar los procesos de captura de carbono. La energía renovable generada a partir de la biomasa puede impulsar los sistemas de captura y almacenamiento de carbono, lo que hace que este proceso sea más eficiente y sostenible.

La Implementación en la industria energética

La implementación de la bioenergía y la captura de carbono en la industria energética presenta una posibilidad real y prometedora. Las industrias de energía alimentadas con biomasa pueden reemplazar las plantas de carbón y gas, lo que reduciría drásticamente las emisiones de carbono en el sector eléctrico. Al mismo tiempo, la captura de carbono en las instalaciones generadoras de bioenergía, permitiría compensar aún más las emisiones y avanzar hacia una matriz energética más limpia.

Además, la bioenergía y la captura de carbono pueden desempeñar un papel importante en la descarbonización de industrias intensivas en emisiones, como la producción de acero, petróleo, gas cemento y productos químicos. Estas tecnologías ofrecen una solución viable para reducir las emisiones en estos sectores y contribuir a la transición hacia una economía baja en carbono.

Conclusión

La bioenergía y la captura de carbono son dos soluciones alternativas para abordar la crisis climática y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Estas tecnologías trabajan en conjunto para ofrecer una alternativa realista y sostenible a la industria energética actual. Al aprovechar la capacidad de la bioenergía para capturar carbono y proporcionar una fuente de energía renovable, podemos avanzar hacia una economía baja en carbono y mitigar los impactos de la crisis climática. La implementación de estas soluciones innovadoras es fundamental para construir un futuro más limpio y sostenible para las generaciones venideras.

Referencias

1. Fuente: https://www.infobae.com/america/medio-ambiente/2023/03/26/que-es-y-como-funciona-la-captura-de-carbono/
2. https://autoconsumo.minenergia.cl/?page_id=80