Hace largo tiempo que la captura y almacenamiento de carbono (CAC) está en el punto de mira de los grandes productores de petróleo, gas y carbón además de las energéticas que producen electricidad. Las plantas energéticas que queman combustibles fósiles representan la principal fuente de emisiones de carbono. Las labores de investigación y desarrollo hasta ahora se han centrado en derivados del amoníaco conocidos como aminas, que pueden separar el dióxido de carbono del resto de los gases.
Esa tecnología, sin embargo, resulta cara y requiere mucha más energía, lo que aumenta el coste de la electricidad y desvía una gran proporción de la energía generada por la planta. Parte del problema es que la concentración de dióxido de carbono en los gases de escape es muy baja: entre el 12% y el 15% para una planta a carbón y hasta tan sólo el 5% para una mode a planta a gas natural. Los intentos de construir plantas energéticas a gran escala incorporando sistemas de captura y almacenamiento de carbono, incluido el desafortunado proyecto FutureGen, sobre todo han fracasado (ver El sueño del 'carbón limpio' se sigue alejando con la quiebra de Peabody Energy).
Foto: Células de combustible como esta podrían capturar carbono de las chimeneas industriales de las plantas energéticas que queman combustibles fósiles. Crédito: FuelCell Energy, Inc.
Financiado por el Departamento de Energía de Estados Unidos, las investigaciones de células de combustible para la captura de carbono llevan varios años en desarrollo. La tecnología de FuelCell Energy emplearía lo que se conoce como célula de combustible de carbonatos fundidos, que emplea el dióxido de carbono como materia prima, para concentrarlo hasta que adquiera una forma que pueda ser transportado y almacenado, probablemente en unos repositorios subterráneos. El sistema generaría electricidad adicional, en lugar de consumirla, y la energía procedente de la planta costaría menos que la electricidad procedente de aquellas que emplean soluciones basadas en aminas.
FuelCell Energy fabrica células de combustible que generan electricidad en más de 50 emplazamientos en todo el mundo. Emplear esas células de combustible para capturar dióxido de carbono a la vez que se genere electricidad sería una aplicación novedosa para esta tecnología. Mejoraría dramáticamente la economía de la captura de carbono. Para una planta a carbón de 500 megavatios, por ejemplo, capturar el 90% de las emisiones de carbono requeriría un sistema de célula de combustible de 400 megavatios y aumentaría el coste de la electricidad desde los seis céntimos de dólar (unos cinco céntimos de euro) por kilovatio-hora hasta unos ocho céntimos de dólar (unos siete céntimos de euro) por kilovatio-hora. Capturar el 90% del dióxido de carbono de una planta a gas natural del mismo tamaño requeriría un sistema de célula de combustible de 120 megavatios y aumentaría el coste de la electricidad más o menos por igual.
El profesor de ingeniería química de la Universidad de Conneticut (EEUU) William Mustain afirma: "He sido un defensor de la captura de dióxido de carbono electroquímica basada en carbonatos desde hace años". El experto que ha realizado amplias investigaciones sobre las células de combustible de carbonatos y asegura: "Creo que estos tipos de tecnologías son exactamente lo que deberíamos estar considerando".
A pesar de ser prometedora, esta tecnología no ofrece una solución completa. Añadir dos céntimos de dólar (aproximadamente 1,8 céntimos de euro) por kilovatio-hora al coste de la electricidad representaría menos de la mitad del aumento de costes de otras tecnologías de captura de carbono más convencionales. Pero sigue siendo un aumento del 33%, una cifra importante, sobre todo en una era de abundante electricidad barata procedente del gas natural. Y añadir sistemas de células de combustible de cientos de megavatios sería un emprendimiento muy caro para los generadores eléctricos.
"Es enorme, tendrían que construir algo sin precedentes", afirma Mustain. Las investigaciones de laboratorio iniciales incluirán sistemas a escala de kilovatio, según las empresas, que serán escalados después hasta una planta piloto de unas 2,5 megavatios, muy lejos del tamaño necesario para las plantas energéticas.
Además, la captura de carbono sólo representa un primer paso; después ha de ser transportado y almacenado bajo tierra. Esta parte (la construcción de canalizaciones y desarrollar los repositorios subterráneos) costaría miles de millones de dólares. Pero resolver la primera pieza representaría un enorme paso hacia delante.