Grandes empresas como Toshiba, Shaw e Itea han anunciado planes para construir plantas de demostración de las tecnologías en los próximos meses.
La idea básica de la quema de combustibles fósiles en oxígeno puro no es nueva. El inconveniente es que resulta más cara que la tecnología de planta de carbón convencional, debido a que requiere equipo adicional para separar el oxígeno y el nitrógeno. Las nuevas tecnologías intentan compensar al menos parte de estos costes mediante la mejora de la eficiencia, así como reduciendo los costes de capital en otras áreas de una planta de carbón. Entre otras cosas, simplifican el tratamiento posterior necesario para cumplir con las regulaciones de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés).
Una de las nuevas tecnologías, que implica la presurización del oxígeno, está siendo desarrollada por una asociación entre ThermoEnergy, con sede en Worcester, Massachusetts (EE.UU.), y la gran empresa de ingeniería italiana Itea. Se ha hecho una demostración de una versión en una pequeña planta en Singapur, capaz de generar unos 15 megavatios de calor (suficiente para cerca de cinco megavatios de electricidad).
La tecnología simplifica la limpieza de los gases de combustión. Por ejemplo, algunos contaminantes son capturados en una forma de vidrio resultante de la combustión a alta temperatura. También tiene la capacidad de cambiar rápidamente la potencia de salida, pasando de un 10 al 100 por ciento de su capacidad de generación en 30 minutos, afirma Robert Marrs, vicepresidente de desarrollo de negocios en ThermoEnergy. Las plantas convencionales de carbón tardan varias horas en llevar a cabo ese proceso. Una producción de energía más flexible podría ser útil para adaptarse a los cambios en la oferta de fuentes variables de potencia, como las turbinas eólicas y los paneles solares.
Marrs indica que estas ventajas, junto con una mayor eficiencia de la tecnología a la hora de convertir la energía del carbón en electricidad, podrían hacer que fuera aproximadamente tan rentable como reequipar una planta de carbón con nuevas tecnologías para cumplir con las regulaciones de la EPA, y al mismo tiempo producir una corriente de dióxido de carbono que sea fácil de capturar. La tecnología también reduce el consumo de energía neta en las plantas de carbón, debido a que el agua producida por la combustión es capturada y puede ser reciclada. Esto hace que sea atractivo para su uso en zonas propensas a la sequía, como por ejemplo algunas partes de China.
La otra tecnología, que está siendo desarrollada por la start-up Net Power y Toshiba, el productor de energía Exelon y la empresa de ingeniería Shaw, es más radical y está diseñada para hacer que las plantas de carbón sean mucho más eficientes que en la actualidad: más del 50 por ciento de eficiencia, frente a alrededor del 30 por ciento. Las centrales eléctricas más eficientes hoy día usan un par de turbinas: una turbina de gas y una turbina de vapor que funciona a partir del calor de escape de la turbina de gas. La nueva tecnología hace uso de los gases de escape dirigiendo parte del dióxido de carbono en la corriente de escape de nuevo hacia la turbina de gas, eliminando por completo la turbina de vapor. Esto ayuda a compensar el coste del equipo de separación de oxígeno. La tecnología fue originalmente concebida para funcionar con carbón gasificado, pero la compañía tiene la intención de hacer una demostración en primer lugar con gas natural, que es más sencillo porque no requiere el uso de un gasificador. Shaw está financiando una planta de demostración de 25 megavatios programada para ser terminada a mediados de 2014. Las plantas de Net Power venden el dióxido de carbono a las compañías petroleras para ayudar a mejorar la producción de petróleo.
Las tecnologías puede que sean "creíbles en teoría", afirma Ahmed Ghoniem, profesor de ingeniería mecánica en el MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts, EE.UU.), pero aún existen cuestiones por resolver "hasta que las cosas se hayan demostrado". (Ghoniem ha sido consultor para ThermoEnergy). El aspecto económico sigue siendo un tema de especulación. Por un lado, "seguimos sin saber" cuánto dinero podría ahorrar la tecnología en comparación con las técnicas convencionales de control de contaminación, afirma. Como regla general, "cada vez que se añade la captura de dióxido de carbono, aumentan los costes", señala. "La pregunta es cuánto". Vender dióxido de carbono para mejorar la recuperación de petróleo puede ayudar a justificar los costes adicionales, afirma, y el reequipamiento de plantas eléctricas antiguas podría ayudar a crear un mercado inicial. Sin embargo, asegura que las nuevas tecnologías no se usarán a gran escala a menos que se adopte ampliamente un precio para las emisiones de dióxido de carbono.
Ghoniem añade que, incluso si la tecnología para la captura de carbono resulta económica, todavía es necesario demostrar que es factible y segura para el secuestro de carbono bajo tierra de forma permanente. La dificultad de llevar dicho secuestro a cabo ha sido señalada en un estudio reciente que sugiere que los terremotos pueden hacer que el dióxido de carbono se filtre.