Profundizando: el almacenamiento subterráneo de carbono ofrece una solución al cambio climático

Lo último que quiere hacer con un problema es esconderlo debajo de la alfombra, por lo que es un poco irónico que una herramienta potencial para evitar que el dióxido de carbono quede atrapado en nuestra atmósfera consiste en enterrarlo bajo nuestros pies. A medida que la tecnología de captura y almacenamiento de carbono (CCS) continúa evolucionando, los científicos y las empresas emergentes buscan cada vez más oportunidades para inyectar emisiones de carbono nocivas bajo tierra.

La captura de carbono opera con la idea de un bucle cerrado. Mediante una variedad de tecnologías, es posible capturar el CO2 generado por la quema de combustibles fósiles y almacenarlo en formaciones rocosas en las profundidades de la superficie del planeta, devolviendo el gas de efecto invernadero a su lugar de origen.

A medida que los expertos ven cada vez más esta tecnología como una clave potencial para combatir el cambio climático y cumplir el objetivo acordado a nivel mundial de limitar el aumento de la temperatura del planeta a 1.5 grados centígrados por encima de los niveles preindustriales, los estados y las naciones están abriendo cada vez más su tierra para potenciales uso en el secuestro de carbono.

La captura y almacenamiento de carbono es una tecnología ambiental innovadora diseñada para reducir el dióxido de carbono atmosférico al interceptar las emisiones en su fuente y almacenarlas de manera segura bajo tierra. El proceso comienza en las instalaciones industriales y centrales Power, donde se utilizan tecnologías que emplean métodos como la filtración química o la separación previa a la combustión para capturar el dióxido de carbono directamente de las corrientes de emisión.

Una vez capturado, el dióxido de carbono se comprime en un líquido denso y se transporta a sitios de almacenamiento subterráneo. Estos sitios suelen ser formaciones geológicas profundas que contienen materiales porosos como arenisca, piedra caliza y basalto.

"Las propiedades de la roca del yacimiento son de particular importancia", dice Mathias Steiner, gerente y miembro del personal técnico sénior centrado en materiales sostenibles en la investigación de IBM. “Durante la inyección, el dióxido de carbono ingresa al espacio poro conectado de la roca del reservorio, donde reemplaza a los fluidos residentes, como la salmuera y el petróleo. En última instancia, el dióxido de carbono reaccionará químicamente dentro del espacio poro de la roca y se mineralizará en carbonato sólido”.

Usando una presión inmensa, el CO2 comprimido se inyecta profundamente en la tierra, a menudo hasta 3,000 pies debajo de la superficie, lo suficientemente profundo como para que otras capas impermeables y densas, como el esquisto, se asienten sobre él. Según Ian Hayton, líder del grupo de materiales y productos químicos en Cleantech Group, esas capas más densas sirven como "barreras naturales" que contienen el carbono.

Si bien la CCS está lejos de ser una panacea, está ganando terreno como una solución potencial para reducir las emisiones. Este año, el Reino Unido anunció una inversión de 28.500 millones de dólares en esta tecnología, destinada a atraer y facilitar el desarrollo de proyectos de almacenamiento de carbono dentro de sus fronteras. Del mismo modo, el Departamento de Energía de los Estados Unidos ha reservado 518 millones de dólares para proyectos de almacenamiento de carbono a largo plazo.

A medida que los esfuerzos de captura de carbono continúan creciendo, el enfoque de la industria se centra en dónde se puede almacenar el carbono.

A principios de este verano, Texas anunció que abriría más de un millón de acres de tierra y agua en alta mar frente al Golfo de México disponibles para que las empresas perforen pozos de carbono, sitios de inyección donde el carbono puede bloquearse en formaciones rocosas naturales para su almacenamiento. California otorgó la aprobación para los primeros pozos de carbono del estado en octubre, y se espera que la EPA dé a Virginia Occidental el visto bueno para emitir permisos para proyectos subterráneos de almacenamiento de carbono antes de fin de año.

Según Hayton, hay una serie de lugares que son buenos sitios de inyección, incluidos "campos de petróleo y gas agotados, acuíferos salinos y otras [formaciones geológicas adecuadas]". Esto se debe a que estos sitios suelen tener la composición geológica necesaria para la inyección de carbono. Por ejemplo, las mismas rocas que alguna vez albergaron recursos de petróleo y gas podrían reutilizarse para almacenar CO2.

La buena noticia para los esfuerzos de CCS: "Hay abundantes sitios adecuados en la mayoría de las regiones", dice Hayton. El Servicio Geológico de EE. UU. descubrió que solo EE. UU. tiene el potencial de almacenamiento de carbono para almacenar 3.000 gigatoneladas métricas de CO2 en cuencas geológicas en todo el país. Por contexto, se estima que la actividad humana emitió 2400 gigatoneladas de CO2 entre 1850 y 2019.

Y, una vez que se almacena el carbono, tiende a permanecer allí. "Una vez bajo tierra, los estudios muestran que las fugas de las vías naturales son bajas", dice Hayton. No obstante, advierte que los pozos defectuosos y la degradación de los tapones podrían provocar más fugas. "Una mejor regulación en torno a su uso y mantenimiento puede ayudar a minimizar este riesgo", explica.

"Teniendo en cuenta que el dióxido de carbono mineralizado puede almacenarse durante miles de años, el almacenamiento geológico, si se escala, podría contribuir significativamente a lograr los objetivos de mitigación", dice Steiner.

La nueva tecnología también puede ayudar a los investigadores a descubrir sitios de almacenamiento de carbono que probablemente tengan altas tasas de éxito. IBM, por ejemplo, desarrolló una herramienta que permite a los científicos simular inyecciones de carbono en diferentes tipos de rocas para determinar la eficiencia con la que el material retendría el gas licuado.

“Las propiedades superficiales de la roca a escala de poros son esenciales para determinar el potencial de almacenamiento de dióxido de carbono de un reservorio”, dice Steiner. "Las estimaciones geológicas sugieren que la cantidad de espacio poroso disponible a nivel mundial en formaciones geológicas debería, en principio, ser suficiente para almacenar todo el dióxido de carbono en el aire una vez capturado".

Pero también hay riesgos. Todavía se desconocen los efectos a largo plazo del almacenamiento de carbono. E incluso a corto plazo, la solución no está exenta de posibles escollos. Inyectar carbono en la Tierra puede conllevar el riesgo de desencadenar terremotos. Las explosiones de pozos son una posibilidad para los sitios de inyección que no están debidamente asegurados, y las fugas siguen siendo una posibilidad.

El almacenamiento subterráneo de carbono puede ser una herramienta importante para combatir el cambio climático y cumplir los objetivos de reducción de emisiones, pero no es una solución por sí sola. A medida que la tecnología CCS avance y la inyección de carbono se convierta en una práctica más común, los científicos y expertos de la industria deberán tomar medidas adicionales para determinar los sitios seguros y mitigar el riesgo.