La salud del planeta no sólo es importante para el sector de energías renovables. Ante el calentamiento global, los hidrocarburos en el mundo evolucionan en la búsqueda de formas de producción más sustentables y limpias. Una de las tecnologías que participan en esta búsqueda es la de captura de CO2. A partir de 2019, México tendrá un centro especializado en dicha tecnología, acercando al sector hidrocarburos un paso más hacia el futuro.
El Centro Mexicano de Captura, Uso y Almacenamiento de CO2 (Cemccus) es un consorcio cuyo líder es el Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias (INEEL). Entre sus objetivos están mejorar la tecnología de captura de carbono para volverla más rentable y sustentable, así como participar en la recuperación mejorada del petróleo usando el CO2 capturado.
El Cemccus estará conformado por distintos institutos, universidades y empresas, y se enfocará en el desarrollo de infraestructura especializada, formación de recursos humanos, creación de puentes de vinculación, generación de cadenas de valor y contribución en el despliegue de la tecnología para captura de carbono en México. Tendrá nueve líneas principales de investigación, seis de ellas dirigidas hacia la investigación e innovación tecnológica y tres hacia el desarrollo de infraestructura, además de cinco proyectos transversales. Las líneas de trabajo en investigación e innovación tecnológica son las siguientes: proceso de captura de CO2; usos de CO2 en recuperación mejorada (EOR, por sus siglas en inglés); otros usos de CO2; compresión y transporte de CO2; monitoreo, medición, verificación e integridad de sitios de almacenamiento, así como almacenamiento de CO2. Los proyectos de infraestructura son la planta piloto de captura de CO2, el proyecto piloto de recuperación mejorada de petróleo con CO2 y el laboratorio nacional de captura y usos de CO2. Los proyectos transversales son para el desarrollo de capacidades en recursos humanos, la vinculación y divulgación, impacto ambiental y social, regulación y normatividad en materia de captura de CO2, así como para la planeación y visión de negocios del centro.
Metas al año 2050
En México existe la Ley General de Cambio Climático, que tiene como objetivo garantizar el derecho a un medio ambiente sano, así como regular las acciones para la mitigación y adaptación al cambio climático, entre otros. “El gobierno mexicano ha establecido metas para el control de gases de efecto invernadero. La Ley del cambio climático establece que para 2050, México va a reducir sus emisiones de CO2 en 50% con respecto del año 2000”. Es un gran reto. El CO2 se emite fundamentalmente en el sector transporte y en el sector eléctrico. Esos dos sectores son los principales emisores de gases de efecto invernadero”, comenta el doctor Antonio Diego Marín, líder técnico del Cemccus.
Las acciones para hacer posible un centro mexicano dedicado a la captura, uso y almacenamiento de CO2 (CCUS, por sus siglas en inglés) empezaron desde hace ya una década; entonces se creó un Mapa de Ruta Tecnológica (MRT) enfocado a CCUS. Esta tecnología es una solución importante que se ha adoptado en distintos países para disminuir el impacto ambiental del uso de combustibles fósiles.
El doctor Antonio Diego Marín brinda contexto: “Como meta a 2050, en México se espera que el 50% de la electricidad que se genere con energías limpias, principalmente renovables. Eso quiere decir que el 50% de los combustibles aun seguirán siendo fósiles, fundamentalmente gas natural; y el gas natural se va a emplear en las centrales de ciclo combinado de electricidad”. También menciona un análisis que la Agencia Internacional de Energía (AIE) emitió en 2016, donde estudia escenarios al año 2040. “La AIE estima que, hacia 2040, México tendrá 130 millones de habitantes. Al aumentar la población, aumentará la demanda de energía eléctrica”. En el escenario nuevas políticas, “México va a tener, en el sector eléctrico, una emisión como de 114 millones de toneladas de CO2 por año en 2040, cuando en el 2000 tenía 120 millones de toneladas. El compromiso es llegar a 60 millones de toneladas en el 2050”. Por ello, el experto considera vital que el país cuente con la alternativa de captura de CO2 para lograr que se cumpla con esas metas.
La Ley del cambio climático establece que para 2050, México va a reducir sus emisiones de CO2 en 50% con respecto del año 2000
Secuestro de CO2
El doctor Antonio Diego Marín comenta que la captura de CO2 es una tecnología en desarrollo: “Todavía no está completamente desplegada de manera comercial, aunque hay algunas centrales en Canadá y Estados Unidos, donde plantas comerciales de generación de electricidad ya separan el CO2 de los gases de combustión y luego se le da usos una vez que sale de ahí”. Aquí en México, gracias al Centro Mexicano de Captura, Uso y Almacenamiento de CO2, “tenemos una gran oportunidad para adaptar esa tecnología a nuestras ventajas y necesidades”. La tecnología, que ya está en uso en Canadá y Estados Unidos, “no necesariamente se va adaptar a México porque, en México, las condiciones, sobre todo climáticas, son muy particulares. Nosotros tenemos una gran cantidad de energía solar. En Canadá y en Alemania, por ejemplo, no la tienen. Hay, entonces, que adaptar nuestras ventajas de energía solar al proceso de captura de CO2 para usos de generación de electricidad”.
Para entender las innovaciones que aportará México, primero hay que entender cómo funciona regularmente esta tecnología en otros países. “Los gases de efecto invernadero, en particular el dióxido de carbono (CO2), que es emitido por fuentes estacionarias como las centrales eléctricas, es capturado. El CO2 es separado de otros gases, y enriquecido. Hay varias tecnologías de captura, pero la más extendida usa aminas, una solución química por la cual se hacen pasar los gases en unas columnas y, cuando los gases se humedecen con esa solución química, absorben químicamente el CO2 y el resto de los gases de combustión se emiten libres de él. A continuación, se pasa a otra columna y ese líquido, esa amina, se calienta con vapor para que se rompa el enlace químico del CO2 con la amina obteniendo el CO2 para su posterior uso o almacenamiento; pero, para romperlo con ese vapor, primero hay que generarlo”. El experto explica que justo ahí reside la desventaja de esta tecnología y la oportunidad para México: “La tecnología no se ha extendido, precisamente porque penaliza el proceso de generación de electricidad, debido a que el vapor que se utiliza para el proceso de captura de CO2 ya no se utiliza para generar electricidad y, por lo tanto, produce una pérdida. Las compañías no están dispuestas a penalizar su proceso porque eso significaría subir el precio de la electricidad y los usuarios no estarían contentos”.
Innovación tecnológica mexicana
¿Cuál es la alternativa que los expertos mexicanos han propuesto para solucionar esto? “Utilizar como alternativa la energía solar para calentar un aceite térmico y, con el aceite térmico, calentar la amina para separar el CO2 sin que extraigamos vapor del proceso de generación eléctrica. Si logramos hacer eso, entonces estaremos reduciendo de manera muy importante la pérdida de energía que implica esa tecnología. Entonces se podría despegar de manera masiva. Ésa es la diferencia importante que tiene la propuesta del Centro Mexicano de Captura, Usos y Almacenamiento de CO2”.
Para el desarrollo de infraestructura, los planes contemplan construir una planta piloto de captura de CO2, un laboratorio nacional de captura y usos de CO2 y llevar a cabo un proyecto piloto de recuperación mejorada con CO2.
El plan de trabajo estará dividido en cuatro etapas. “El centro va a tener una vigencia de cuatro años. Está por arrancar. En 2019 tendremos licitaciones y se dará inicio a la construcción. En el segundo semestre de 2020 comenzamos a trabajar durante dos años con pruebas en los proyectos piloto de captura de CO2 y de recuperación mejora de petróleo con CO2”, comenta el doctor Antonio Diego Marín.
Almacenamiento
Otro de los proyectos importantes que tendrá en su agenda el Cemccus está vinculado al almacenamiento del CO2. “La cantidad de CO2 que se capture será tan grande que no toda la va a requerir el sector petrolero. Tendrá que almacenarse en acuíferos salinos profundos. Esos acuíferos están como a 3,000 metros de profundidad; y ese almacenamiento es permanente. Este proyecto en el que se estará trabajando, identificando las mejores zonas de inyección”, comenta el experto. Los proyectos de almacenamiento geológico de CO2 requieren de monitoreo, tanto en gases previos a la operación, durante la inyección de CO2 e incluso después de ella, así como el análisis de riesgos y estrategias de mitigación en casos de fuga. Todo este proceso requiere de mucha tecnología y personal especializado que esté a cargo de su óptima realización.