La descarbonización industrial no depende de una única tecnología. La eficiencia energética, la electrificación, las energías renovables, los gases renovables y la sustitución de materias primas fósiles son herramientas esenciales, pero existen emisiones que resultan especialmente difíciles de eliminar.
En este contexto, la captura de dióxido de carbono de origen biogénico está adquiriendo un papel cada vez más relevante.
El objetivo es captar el CO₂ presente en una corriente gaseosa antes de que sea liberado a la atmósfera. A partir de ahí se puede almacenar, lo que se conoce como tecnología BECCS en inglés (Bioenergy with Carbon Capture and Storage) o usarlo como materia prima para diferentes aplicaciones industriales como por ejemplo la fabricación de combustibles sintéticos como el e-metanol, empleando H2 verde.
Sin embargo, hablar de captura de CO₂ no significa únicamente hablar de grandes industrias emisoras. También supone abrir nuevas oportunidades para el sector de la biomasa, el biogás, el biometano y otros procesos de transformación de recursos renovables.
¿En qué consiste la captura de CO₂?
En numerosos procesos industriales y energéticos se generan corrientes gaseosas que contienen dióxido de carbono junto con otros componentes, como nitrógeno, vapor de agua, oxígeno, metano o diferentes impurezas.
La captura busca separar ese CO₂ con el grado de pureza requerido para su destino posterior.
De forma simplificada, una cadena de gestión de carbono puede incluir las siguientes etapas:
- Separación del CO₂ de la corriente gaseosa.
- Purificación y deshidratación para eliminar agua y otros componentes no deseados.
- Compresión o licuefacción, dependiendo del sistema de transporte y del destino final.
- Transporte mediante tubería, camión, ferrocarril o barco.
- Utilización o almacenamiento permanente.
La configuración concreta dependerá de la composición y presión de la corriente, de la concentración inicial de CO₂, del volumen generado y de las especificaciones exigidas por el usuario final.
Por esta razón, no todas las emisiones presentan la misma facilidad de captura. Las corrientes con una concentración elevada de CO₂ suelen requerir un esfuerzo de separación menor que los gases de combustión, donde el dióxido de carbono aparece más diluido y mezclado principalmente con nitrógeno.
Principales tecnologías de captura
Existen distintas alternativas tecnológicas para separar el CO₂. Su selección debe realizarse caso por caso, teniendo en cuenta la corriente disponible y el objetivo del proyecto.
Absorción química
El CO₂ entra en contacto con un disolvente que reacciona selectivamente con él. Posteriormente, el disolvente se regenera mediante un aporte de energía, liberando una corriente concentrada de dióxido de carbono. Es una de las opciones más estudiadas para gases de combustión, aunque el consumo energético asociado a la regeneración del disolvente puede tener un peso relevante.
Membranas
Las membranas permiten separar los componentes de una mezcla gaseosa aprovechando sus diferentes velocidades de permeación. Son sistemas modulares y compactos, pero su rendimiento depende de la presión, la composición del gas, la selectividad de la membrana y el grado de pureza y recuperación requerido.
Separación criogénica
Se basa en enfriar la corriente gaseosa hasta alcanzar las condiciones necesarias para condensar o solidificar determinados componentes. Puede ser adecuada cuando el CO₂ presenta concentraciones elevadas, aunque requiere un consumo energético importante para alcanzar temperaturas muy bajas.
No existe, por tanto, una tecnología universalmente mejor. La solución óptima debe buscar un equilibrio entre eficiencia de captura, pureza, recuperación, consumo energético, coste y facilidad de integración en la instalación existente.
¿Qué sucede después de capturar el CO₂?
Capturar el dióxido de carbono es solo una parte del proceso.
Una vez separado y acondicionado, existen dos grandes rutas posibles: su almacenamiento permanente o su utilización
Almacenamiento permanente
El CO₂ puede transportarse e inyectarse en formaciones geológicas adecuadas, diseñadas y controladas para mantenerlo confinado durante periodos prolongados.
Cuando se captura CO₂ procedente de combustibles fósiles y se almacena permanentemente, se evita que esa emisión llegue a la atmósfera.
Cuando el carbono capturado es de origen biogénico o se ha extraído directamente del aire y posteriormente se almacena de manera permanente, puede producirse una eliminación neta de CO₂ atmosférico.
Utilización del CO₂
El dióxido de carbono también puede emplearse como materia prima en diferentes aplicaciones, entre ellas:
- Industria alimentaria y de bebidas.
- Producción en invernaderos.
- Refrigeración.
- Tratamiento de aguas.
- Producción de combustibles sintéticos.
- Fabricación de metanol y otros productos químicos.
- Mineralización y materiales de construcción.
- Procesos industriales con necesidades específicas de CO₂.
No obstante, utilizar CO₂ no equivale automáticamente a eliminarlo de la atmósfera de manera permanente.
El beneficio climático dependerá de su origen, del producto fabricado, de la energía empleada, de la duración del almacenamiento del carbono y de las emisiones asociadas al conjunto del proceso.
Por ejemplo, cuando el CO₂ se utiliza para fabricar un combustible sintético, normalmente vuelve a liberarse durante su utilización. Puede contribuir a sustituir carbono fósil, pero no representa necesariamente un almacenamiento permanente.
Por eso, cualquier proyecto debe analizarse mediante una visión completa de su ciclo de vida.
El valor del CO₂ biogénico
Uno de los ámbitos con mayor interés para el sector de la bioenergía es la recuperación del CO₂ biogénico.
Se considera biogénico el dióxido de carbono procedente de materia orgánica que ha capturado previamente carbono atmosférico durante su crecimiento. Puede aparecer, entre otros puntos, en:
- Plantas de biogás y biometano.
- Instalaciones de combustión de biomasa.
- Procesos de gasificación y pirólisis.
- Industrias agroalimentarias con procesos de fermentación.
- Biorrefinerías.
- Plantas de tratamiento de determinados residuos de origen biológico.
En una planta de biometano, el upgrading separa el metano del resto de componentes del biogás, principalmente CO₂. Esto genera una corriente relativamente concentrada de dióxido de carbono que, tras las etapas necesarias de purificación, secado, compresión o licuefacción, puede convertirse en un producto aprovechable.
Esta circunstancia puede proporcionar a algunas plantas de biometano una ventaja frente a otras fuentes más diluidas: una parte importante de la separación ya se encuentra integrada en el propio proceso de producción del gas renovable.
El CO₂ deja así de considerarse únicamente una corriente residual y pasa a evaluarse como un posible coproducto.
Nuevas oportunidades para las plantas de bioenergía
Diversificación de ingresos
La comercialización de CO₂ puede constituir una fuente complementaria de ingresos, siempre que exista demanda suficiente, se cumplan las especificaciones de calidad y la logística resulte viable.
Mejora del aprovechamiento de los recursos
La recuperación del CO₂ permite avanzar hacia modelos de biorrefinería, en los que se busca valorizar no solo el producto energético principal, sino también las corrientes secundarias del proceso.
Producción de combustibles renovables
El CO₂ biogénico puede combinarse con hidrógeno renovable para producir metano sintético, metanol u otros combustibles de origen renovable. De esta manera, el carbono puede mantenerse dentro de nuevos ciclos productivos y reducir la dependencia de materias primas fósiles.
Desarrollo de proyectos de eliminación de carbono
Cuando el CO₂ biogénico se captura y almacena permanentemente, puede dar lugar a una solución conocida como BioCCS o BECCS, bioenergía con captura y almacenamiento de carbono. Aunque este mercado todavía se encuentra en desarrollo, puede convertirse en una oportunidad estratégica para instalaciones capaces de demostrar el origen biogénico del carbono, su captura efectiva y su almacenamiento duradero.
¿Es viable capturar CO₂ en cualquier planta?
No necesariamente.
La viabilidad de un proyecto depende de múltiples factores:
- Cantidad de CO₂ generada.
- Concentración y composición de la corriente.
- Presencia de humedad e impurezas.
- Funcionamiento continuo o estacional de la instalación.
- Consumo energético de la captura y el acondicionamiento.
- Pureza exigida por el comprador.
- Distancia hasta los centros de consumo o almacenamiento.
- Disponibilidad de infraestructuras de transporte.
- Precio de venta del CO₂.
- Existencia de alternativas de suministro.
- Requisitos regulatorios, de certificación y de trazabilidad.
La logística tiene una importancia especial.
El CO₂ es un producto ampliamente utilizado, pero su transporte puede representar una parte significativa del coste final. Por tanto, disponer de una demanda próxima, estable y compatible con la producción de la planta puede ser determinante.
También es necesario estudiar la estacionalidad. Una industria puede necesitar un suministro constante durante todo el año, mientras que la instalación productora puede operar de forma variable o concentrar su actividad en determinados meses.
Por esta razón, antes de incorporar un sistema de captura y licuefacción es recomendable evaluar tanto la oferta como el mercado potencial.
Una tecnología complementaria, no una alternativa a la descarbonización
La captura de carbono no debe plantearse como una justificación para mantener indefinidamente procesos evitables o ineficientes.
La prioridad debe continuar siendo reducir el consumo energético, sustituir los combustibles fósiles, electrificar los procesos cuando resulte posible y utilizar recursos renovables de forma sostenible.
La captura debe entenderse, por tanto, como una herramienta complementaria para aquellas emisiones que no pueden eliminarse completamente y para aprovechar corrientes de carbono biogénico con potencial de valorización o almacenamiento.
Del estudio de la corriente a la definición del proyecto
El desarrollo de una iniciativa de captura de CO₂ requiere mucho más que seleccionar un equipo.
Es necesario conocer la corriente disponible, cuantificar la producción, caracterizar sus impurezas, estudiar las tecnologías de purificación, identificar posibles consumidores, analizar la logística y comparar escenarios técnicos y económicos.
En BIOLIZA ayudamos a promotores, industrias y plantas de bioenergía a analizar el potencial de sus corrientes de CO₂ biogénico, identificar alternativas tecnológicas y estudiar posibles rutas de valorización.
¿Tu instalación genera una corriente de CO₂ y quieres conocer sus posibilidades de aprovechamiento? Contacta con el equipo de BIOLIZA y estudiaremos las alternativas más adecuadas para tu proyecto.