La bioenergía con captura y almacenamiento de carbono (BECCS) es una tecnología potencial de mitigación de gases de efecto invernadero que produce emisiones de dióxido de carbono negativas al combinar el uso de bioenergía (energía de biomasa) con la captura y almacenamiento de carbono geológico. El concepto de BECCS se basa en la integración de árboles y cultivos, que extraen dióxido de carbono (CO 2 ) de la atmósfera a medida que crecen, el uso de esta biomasa en industrias de procesamiento o centrales eléctricas, y la aplicación de captura y almacenamiento de carbono a través de Inyección de CO 2 en formaciones geológicas. Existen otras formas no BECCS de eliminación y almacenamiento de dióxido de carbono que incluyen tecnologías tales como biochar, captura de aire con dióxido de carbono y entierro de biomasa y meteorización mejorada.
Según un informe reciente de Biorecro, hay 550 000 toneladas de CO 2 / año en la capacidad total de BECCS actualmente en funcionamiento, dividida entre tres instalaciones diferentes (a enero de 2012).
En el Cuarto Informe de Evaluación del IPCC realizado por el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC), BECCS se indicó como una tecnología clave para alcanzar los objetivos de baja concentración de dióxido de carbono en la atmósfera. La Royal Society ha estimado que las emisiones negativas que puede producir el BECCS son equivalentes a una disminución de 50 a 150 ppm en las concentraciones atmosféricas globales de dióxido de carbono y, según la Agencia Internacional de Energía, el escenario de mitigación del cambio climático del mapa BLUE exige más más de 2 gigatoneladas de emisiones negativas de CO 2 por año con BECCS en 2050. Según la Universidad de Stanford, se pueden alcanzar 10 gigatoneladas para esta fecha.
El Imperial College London, el Centro de Investigación y Predicción del Clima Hadley del Met Office en el Reino Unido, el Centro Tyndall para la Investigación del Cambio Climático, el Instituto Walker para la Investigación del Sistema Climático y el Instituto Grantham para el Cambio Climático emitieron un informe conjunto sobre tecnologías de eliminación de dióxido de carbono parte del AVISO: evitar el programa de investigación sobre el cambio climático peligroso, que indica que «En general, de las tecnologías estudiadas en este informe, BECCS tiene la mayor madurez y no existen barreras prácticas importantes para su introducción en el sistema energético actual. La presencia de un primario producto apoyará la implementación temprana «.
Según la OCDE, «Lograr objetivos de concentración más baja (450 ppm) depende significativamente del uso de BECCS».
Bioenergía
Opciones de escala
La bioenergía se considera a menudo como un sustituto potencialmente «a gran escala de carbono» de los combustibles fósiles. Por ejemplo, la Agencia Internacional de Energía considera la bioenergía como una fuente potencial de más del 20% de la energía primaria para 2050, un informe de la Secretaría de la CMNUCC evalúa el potencial de la bioenergía en 800 exadjoules por año (EJ / año), que supera significativamente el Consumo global de energía actual. En la actualidad, la humanidad utiliza alrededor de 12 mil millones de toneladas de biomasa vegetal por año (reduciendo la biomasa disponible para los ecosistemas terrestres en un 23.8%), su energía química es solo de 230 EJ. Las prácticas existentes de agricultura y silvicultura no aumentan la producción total de biomasa en el planeta, solo la redistribuyen de los ecosistemas naturales en favor de las necesidades humanas. La satisfacción a expensas de los biocombustibles con un 20–50% del requerimiento de energía significaría un aumento en la cantidad de biomasa producida en tierras agrícolas por un factor de 2–3. Junto con esto, será necesario proporcionar alimentos para una población en crecimiento. Mientras tanto, el nivel actual de producción agrícola ya afecta al 75% de la superficie terrestre libre de desiertos y glaciares, lo que conduce a un estrés exorbitante en los ecosistemas y a importantes emisiones de CO 2 . La capacidad de recibir grandes cantidades de biomasa adicional en el futuro es, por lo tanto, muy problemática.
«Neutralidad del carbono» de la bioenergía.
BECCS se basa en la noción de que la bioenergía tiene la propiedad de la «neutralidad de carbono», es decir, obtener energía de las plantas no conduce a la adición de CO 2 a la atmósfera. Este punto de vista es criticado por los científicos, pero está presente en documentos oficiales de la Unión Europea. En particular, subraya la directiva sobre aumentar la proporción de bioenergía al 20% y los biocombustibles en transporte al 10% para 2020. Al mismo tiempo, hay un creciente cuerpo de evidencia científica que cuestiona esta tesis. El cultivo de plantas para la producción de biocombustibles significa que la tierra debe ser eliminada y liberada de otra vegetación que naturalmente podría eliminar el carbono de la atmósfera. Además, muchas etapas del proceso de producción de biocombustibles también resultan en emisiones de CO 2 . La operación del equipo, el transporte, el procesamiento químico de las materias primas y la alteración de la cobertura del suelo están inevitablemente acompañados por las emisiones de CO 2 en la atmósfera. El balance final en algunos casos puede ser peor que cuando se queman combustibles fósiles. Otra opción de bioenergía consiste en obtener energía de diversos desechos de la agricultura, la carpintería, etc. Significa eliminar estos desechos del ambiente receptor, donde durante los eventos naturales el carbono contenido en ellos podría, como norma, pasar al suelo en el proceso de descomposición. .En su lugar, se libera a la atmósfera cuando se quema.
Las evaluaciones integrales de las tecnologías de bioenergía basadas en el ciclo de vida proporcionan una amplia gama de resultados dependiendo de si se tienen en cuenta los cambios directos o indirectos en el uso de la tierra, la posibilidad de obtener subproductos (por ejemplo, alimentos para ganado), el invernadero Papel del óxido nitroso a partir de la producción de fertilizantes y otros factores. Según Farrell et al. (2006), la emisión de biocombustibles de los cultivos de cereales es un 13% más baja que la de la gasolina convencional. Un estudio de la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. Muestra que, con un horizonte temporal de 30 años, el biodiésel de grano en comparación con los combustibles convencionales ofrece un rango que va desde una reducción del 26% hasta un aumento de las emisiones del 34%, según los supuestos realizados.
«Deuda de carbono»
El uso de la biomasa en la industria de la energía eléctrica está asociado con otro problema para la neutralidad del carbono, que no es típico de los biocombustibles de transporte. Como regla general, en este caso estamos hablando de quemar madera. El CO2 proveniente de la quema de madera ingresa a la atmósfera directamente en el proceso de combustión, y su extracción de la atmósfera ocurre a medida que crecen nuevos árboles durante docenas y cientos de años. Este lapso de tiempo suele denominarse «deuda de carbono», ya que en los bosques europeos alcanza los 200 años. Debido a esto, la “neutralidad de carbono” de la madera como biocombustible no se puede lograr en el corto y mediano plazo, mientras que los resultados de los modelos climáticos indican la necesidad de una rápida reducción de las emisiones. El uso de árboles de crecimiento rápido con el uso de fertilizantes y otros métodos de la agricultura industrial lleva a la sustitución de los bosques por plantaciones que contienen mucho menos carbono que los ecosistemas naturales. La creación de tales plantaciones conduce a la pérdida de la biodiversidad, el agotamiento del suelo y otros problemas ambientales, similares a las consecuencias de la propagación de monocultivos de grano.
Implicaciones para los ecosistemas
Según un estudio publicado en la revista Science, la introducción de las emisiones de CO 2 de los combustibles fósiles, aunque ignora las emisiones de los biocombustibles, aumentará la demanda de biomasa, que para 2065 transformará prácticamente todos los bosques naturales, prados y la mayoría de los demás ecosistemas en Plantaciones de biocombustibles. Los bosques ya están siendo destruidos por los biocombustibles. La creciente demanda de pellets lleva a la expansión del comercio internacional (principalmente con suministros a Europa), amenazando los bosques de todo el mundo. Por ejemplo, el productor de energía inglés Drax planea producir la mitad de su capacidad de 4 GW a partir de biocombustibles. Esto significa la necesidad de importar 20 millones de toneladas de madera por año, el doble de lo que se cosecha en el propio Reino Unido.
Rentabilidad energética de los biocombustibles.
La capacidad de los biocombustibles para servir como fuente primaria de energía depende de su eficiencia energética, es decir, la relación de la energía útil recibida con la energía gastada. El balance energético del etanol de grano se discute en Farrell et al. (2006). Los autores llegan a la conclusión de que la energía extraída de este tipo de combustible es significativamente mayor que el consumo de energía para su producción. Por otro lado, Pimentel y Patrek demuestran que los costos de energía son un 29% más recuperables. La discrepancia se debe principalmente a la evaluación del papel de los subproductos, que, según estimaciones optimistas, pueden utilizarse como alimento para el ganado y reducir la necesidad de producción de soja.
Impacto en la seguridad alimentaria.
Dado que, a pesar de los años de esfuerzo y de una inversión sustancial, la producción de combustible a partir de algas no se puede sacar de los laboratorios, los biocombustibles requieren la eliminación de las tierras agrícolas. De acuerdo con los datos de la AIE de 2007, la producción anual de 1 EJ de energía de biocombustible de transporte requiere 14 millones de hectáreas de tierra agrícola por año, es decir, el 1% del combustible de transporte requiere el 1% de la tierra agrícola.
Secuestro de carbono y almacenamiento.
Fundamentos fisicos
El principal método de captura y almacenamiento de carbono es su inyección en el subsuelo.Teniendo en cuenta las propiedades físicas del CO2 y el gradiente geotérmico con una profundidad de inyección de más de 750 metros, el CO2 estará, por regla general, en un estado supercrítico. La densidad del CO 2 inyectado en la transición al estado supercrítico es de 660 kg / m 3, con un aumento de la profundidad de inyección, aumenta. Según la ZEP, el 90% de todas las posibilidades para la eliminación de CO 2 proporcionan los acuíferos que contienen sal en las entrañas de la Tierra llenas de solución salina, y en algunos casos es posible utilizar los campos de petróleo y gas desarrollados.
La inyección de CO 2 en el subsuelo provoca la hinchazón de la superficie de la tierra sobre el lugar de la inyección, que se puede observar desde los satélites. Otro método para controlar el comportamiento del CO 2 en el sitio de almacenamiento son las pruebas sísmicas, durante las cuales se registran y analizan las oscilaciones de las olas causadas por la explosión de las cargas de prueba de dinamita o los generadores especiales de ondas sísmicas. La precisión de los métodos de control existentes no es suficiente para evaluar el éxito de los proyectos y la detección de fugas. Actualmente no hay un modelo confiable para la interacción de CO 2 , salmuera y rocas, por lo que es imposible predecir con certeza los efectos físicos y químicos de esta interacción. Esto lleva a la incertidumbre en la evaluación de los resultados a largo plazo de la eliminación de CO 2 .Se sabe que la interacción del CO 2 con la solución salina le otorga a este último propiedades ácidas, lo que conduce a la disolución de los carbonatos en el mineral «escudo», así como a la erosión de los silicatos. Las reacciones químicas que involucran CO 2 supercrítico y las rocas pueden crear zonas de alta permeabilidad, lo que más conduce a una fuga progresiva de CO 2 . Se observaron fenómenos similares durante el experimento con la inyección de CO 2 en la formación de Frio en la costa del Golfo en los Estados Unidos. La solución a la cuestión de la idoneidad del «escudo» mineral para confinar CO 2 secuestrado requiere una gran cantidad de controles y experimentos. Esto se debe al hecho de que determinar la resistencia y las características de deformación de las formaciones rocosas, incluida la nucleación, el desarrollo y la interacción de huecos y grietas, es muy difícil, y cualquier nivel de penetración de CO2 a través de los defectos de la capa superior de minerales por encima Representa una amenaza potencial para el medio ambiente. El «comportamiento» geoquímico del CO 2 supercrítico en formaciones geológicas a alta temperatura y presión poco estudiado. Las posibilidades de las pruebas experimentales en condiciones recreadas artificialmente son limitadas debido a la dificultad de extrapolar los resultados de estas pruebas en una escala de tiempo de al menos varias décadas. Se sabe que el cemento Portland ordinario no puede soportar tales condiciones.
Estimaciones de la disponibilidad de un lugar adecuado en formaciones geológicas.
La opinión generalizada de que hay suficiente espacio en las profundidades para la eliminación de CO 2 es cuestionada por los autores de la investigación de Economides 2010. Señalan que el enfoque analítico domina en la literatura, según la cual la presión en el límite de la El depósito no cambia durante la inyección de CO 2 , hay una capacidad de tanque que se considera implícitamente infinita. Esto hace que los cálculos sean convenientes, pero puede llevar a conclusiones incorrectas. En realidad, la constancia de la presión es posible solo si el reservorio se comunica con la superficie de la tierra o el fondo del océano, lo que, según los autores, lo hace inadecuado para la inyección de CO 2 . En este documento, se propone un modelo analítico de un reservorio cerrado, los cálculos realizados sobre su base nos permiten estimar la capacidad disponible de formaciones geológicas conocidas. Los resultados difieren significativamente del 1-4% estimado de sus volúmenes porosos en la literatura, el 1% se reconoce como el límite superior y el valor probable de la capacidad es del 0.01%, lo que lleva a los autores a concluir que el CFS es prácticamente Inútil como forma de reducir las emisiones. Los autores también mencionan algunos datos del proyecto actual Sleipner. Bickle et al. 2007 indica que la propagación radial de CO 2resultó ser mucho menor de lo esperado, con una penetración significativa de CO 2 en las capas más altas de roca. Los hallazgos de Economides 2010 han provocado una reacción extremadamente negativa por parte de los investigadores involucrados en proyectos de demostración para la eliminación de CO 2 . La organización europea líder en esta área, ZEP, en su respuesta oficial afirma que «los tanques generalmente tienen bordes abiertos, por lo que los flujos de agua pueden fluir fuera de ellos en una dirección horizontal y vertical» sin ningún daño para mantener el CO 2 inyectado. Además, la movilidad del CO 2 en las formaciones geológicas es, en su opinión, útil para vincularlo a través de mecanismos físicos y químicos que han estado activos durante cientos y miles de años. Por otro lado, en la literatura científica, la idea del cierre como una propiedad necesaria de los reservorios subterráneos está muy extendida. Por ejemplo, Shukla et al., En su revisión del trabajo científico sobre el SFC, indica que “el almacenamiento efectivo a largo plazo de CO 2 solo es posible si el lugar de almacenamiento es lo suficientemente extenso y está aislado, y las rocas del yacimiento del reservorio Tener suficientes propiedades de retención. Estas formaciones de baja permeabilidad deberían evitar la migración de CO2 supercrítico fuera del reservorio o la posible contaminación en la superficie. »
Los resultados de los proyectos demostrativos.
La posición de liderazgo en el mundo en la creación de proyectos piloto del CSA es Noruega. Un gran proyecto (Sleipner) ha estado funcionando desde 1996, otro planeado para abrir en Mangstat.Las opciones de financiamiento están determinadas por el impuesto al carbono en Noruega. El proyecto en Mangstat se llevó a cabo con grandes dificultades y retrasos, los costos financieros superaron la estimación inicial en 10 veces. En septiembre de 2013, finalmente se cerró.
El proyecto Sleipner opera en el Mar del Norte en plataformas marinas a 250 km de la costa de Noruega. Se lanzó en octubre de 2006, aproximadamente 1 millón de toneladas de CO 2 separadas del gas natural se bombean a las entrañas de la tierra. La inyección se realiza a través de un pozo hasta una profundidad de unos 1000 metros. El CO 2 ingresa al acuífero de arenisca de unos 200 metros de espesor. Se realizaron pruebas sísmicas en 1999, 2001 y 2002. Sus resultados fueron desconcertantes, ya que la distribución horizontal de CO 2 resultó ser mucho menor de lo esperado, se obtuvo un buen acuerdo con la teoría con la cantidad de CO 2 en las profundidades de 19 % de subido. Peter M. Hogan, Director del Instituto Geofísico (Universidad de Bergen) describió las posibles razones: “Las capas ya han comenzado a llenarse. Las fugas se producen a través de capas delgadas de argillite. La concordancia entre los datos de medición y el modelo teórico requiere que se reconozca la capacidad de penetración de CO 2 en un orden de magnitud inferior al que medimos en muestras de núcleos, o debemos suponer que el grosor de la capa de CO 2 de las observaciones sísmicas es excesivo. También es posible que la concentración de CO 2 sea baja y ya no se encuentre en el lugar de almacenamiento. «Más tarde, se descubrió una falla desconocida en formaciones geológicas en el fondo marino a 25 km del lugar de la inyección, y los gases emergen de ella. Sin embargo, a los investigadores les resulta improbable que haya una fuga en el depósito de Sleipner a través de esta grieta.
El proyecto In Salah en Argelia, el segundo más grande después del noruego Sleipner, comenzó a operar en 2004. El CO 2 se eliminó, separado del gas natural, en el proceso de su preparación para la entrega al consumidor. Un total de 3 pozos trabajaron, la profundidad del entierro fue de 1,800 m.La inyección de CO 2 en el subsuelo se detuvo en 2011, se enterraron 4 millones de toneladas en total. Se encontró la destrucción inicial de la cubierta de rocas y la penetración de CO 2 más cerca de la superficie. El proceso es fijado por observación satelital. La fractura hidráulica inadvertida durante el proceso de inyección, similar a la utilizada en la producción de petróleo, se reconoce como un mecanismo probable de destrucción.
El proyecto de la presa de límites es una actualización de una de las unidades de energía que funcionan con carbón en la provincia canadiense de Saskatchewan, durante la cual instaló equipos para capturar el 90% del CO 2 generado en la unidad de energía durante la combustión de combustible, que luego se usa para EOR. Anunció que capturará 1 millón de toneladas de CO 2 por año, la capacidad de la unidad de potencia de 110 MW (antes de la modernización de 139 MW). Los críticos indican que no más de la mitad del CO 2 capturado permanecerá en el suelo debido a fugas en la fase EOR. La instalación se puso en servicio en octubre de 2014, convirtiéndose en el primer ejemplo del uso de SHU en una central eléctrica de carbón. En 2015, el documento interno de la compañía de energía declaró «fallas serias de diseño» del sistema de captura, lo que llevó a fallas y fallas sistemáticas, con el resultado de que este sistema no funcionó más del 40% del tiempo. La empresa – el desarrollador, según el mismo documento, «no tenía el deseo ni la capacidad» para eliminar estos defectos de diseño «fundamentales». La compañía eléctrica no pudo cumplir con sus obligaciones de suministrar CO 2 a la industria petrolera, se vio obligada a revisarlos y pagar una multa. Varios medios de comunicación autorizados criticaron el aspecto económico del proyecto en sus publicaciones. Los críticos señalan que los contribuyentes y los consumidores de electricidad tendrán que incurrir en costos de más de mil millones de dólares canadienses, mientras que existe una alternativa mucho más barata en forma de generadores eólicos. Al mismo tiempo, el proyecto es rentable para una compañía petrolera que recibe CO 2 para EOR.
Escala de infraestructura y tiempo
El climatólogo Andy Skus estima los volúmenes de almacenamiento de CO 2 requeridos y la infraestructura requerida para esto en el escenario de Van Vuuren et al. (2011). Al quemar combustibles fósiles se producía CO 2 en una cantidad de 2.8 – 3.7 masas de combustible. Los cálculos muestran una gran masa de CO 2 , que se colocará anualmente en los lugares de enterramiento a fines de siglo: aproximadamente cuatro masas de combustibles fósiles extraídas en 2000. Dada la densidad de CO 2 cuando se entierran en las profundidades de aproximadamente 0.6 g / cm 3, esto requerirá la inyección del volumen del Lago Erieunderground cada 7 – 8 años. Dado que no hay vacíos de dicho volumen en las profundidades, los líquidos que se encuentran allí (en su mayoría, soluciones salinas) serán expulsados a la superficie, lo que dará lugar a graves consecuencias. Además, los sitios para el entierro a tales escalas inevitablemente resultarán estar lejos de ser ideales para las propiedades geológicas, lo que aumentará los costos y conllevará riesgos adicionales. Si tomamos como base el valor de 2 millones de toneladas por año, luego a partir de 2030, es necesario poner en marcha uno de esos proyectos por día durante 50 años. A un precio de $ 50 por tonelada, para fines de siglo, los gastos habrían alcanzado los $ 2 trillones astronómicos. en el año. Según el autor, no es prudente esperar la implementación de tales planes.De conclusiones similares llega el profesor Vaclav Zmil. Según él, el secuestro de solo una décima parte de las emisiones globales actuales de CO 2 (menos de 3Gt) requerirá la creación de una industria global capaz de bombear gas comprimido subterráneo mayor o igual a la infraestructura de producción de petróleo global actual para la cual se creó a través del siglo. Al mismo tiempo, a diferencia de la industria petrolera, que tenía un evidente interés económico en hacer grandes inversiones en su infraestructura, estamos hablando de financiamiento a expensas de los contribuyentes de los países ricos, y en un tiempo mucho más corto. Las estimaciones anteriores de la escala de la infraestructura son aproximadas, ya que se basan únicamente en una estimación del volumen de CO 2 inyectado, no se tiene en cuenta el problema de la infraestructura propia en el proceso de creación y operación.
Emisión negativa
El principal atractivo de BECCS es su capacidad para producir emisiones negativas de CO 2 . La captura de dióxido de carbono de fuentes de bioenergía elimina efectivamente el CO 2 de la atmósfera.
La bioenergía se deriva de la biomasa, que es una fuente de energía renovable y sirve como sumidero de carbono durante su crecimiento. Durante los procesos industriales, la biomasa quemada o procesada libera el CO 2 a la atmósfera. Por lo tanto, el proceso da como resultado una emisión neta cero de CO 2 , aunque esto puede ser alterado positiva o negativamente dependiendo de las emisiones de carbono asociadas con el crecimiento, transporte y procesamiento de biomasa, ver más abajo en consideraciones ambientales. La tecnología de captura y almacenamiento de carbono (CCS) sirve para interceptar la liberación de CO 2 a la atmósfera y redirigirla a ubicaciones de almacenamiento geológico. El CO2 con origen de biomasa no solo se libera de las centrales eléctricas alimentadas con biomasa, sino también durante la producción de pasta utilizada para fabricar papel y en la producción de biocombustibles como el biogás y el bioetanol. La tecnología BECCS también puede emplearse en dichos procesos industriales.
Se argumenta que a través de la tecnología BECCS, el dióxido de carbono queda atrapado en formaciones geológicas durante largos períodos de tiempo, mientras que, por ejemplo, un árbol solo almacena su carbono durante su vida útil. En su informe sobre la tecnología CCS, el IPCC proyecta que más del 99% del dióxido de carbono que se almacena a través del secuestro geológico es probable que permanezca en el lugar por más de 1000 años. Si bien otros tipos de sumideros de carbono, como el océano, los árboles y el suelo, pueden conllevar el riesgo de ciclos de retroalimentación negativos a temperaturas elevadas, es probable que la tecnología BECCS proporcione una mejor permanencia al almacenar CO 2 en formaciones geológicas.
Se cree que la cantidad de CO 2 que se ha liberado hasta la fecha es demasiado para poder ser absorbida por los sumideros convencionales, como los árboles y el suelo, a fin de alcanzar los objetivos de bajas emisiones. Además de las emisiones actualmente acumuladas, habrá emisiones adicionales significativas durante este siglo, incluso en los escenarios más ambiciosos de bajas emisiones. Por lo tanto, se ha sugerido que BECCS es una tecnología para revertir la tendencia de las emisiones y crear un sistema global de emisiones negativas netas. Esto implica que las emisiones no solo serían cero, sino también negativas, por lo que no solo se reducirían las emisiones, sino también la cantidad absoluta de CO 2 en la atmósfera.
Solicitud
| Fuente | Fuente de CO 2 | Sector |
|---|---|---|
| Centrales electricas | La combustión de biomasa o biocombustible en generadores de vapor o de gas libera CO 2 como subproducto | Energía |
| Centrales térmicas | La combustión de biocombustibles para la generación de calor libera CO 2 como subproducto. Usualmente usado para calefacción de distrito. | Energía |
| Fábricas de celulosa y papel. |
|
Industria |
| Produccion de etanol | La fermentación de la biomasa, como la caña de azúcar, el trigo o el maíz, libera CO 2 como subproducto. | Industria |
| Produccion de biogas | En el proceso de mejora del biogás, el CO 2 se separa del metano para producir un gas de mayor calidad. | Industria |
Tecnología
La principal tecnología para la captura de CO 2 de fuentes bióticas generalmente emplea la misma tecnología que la captura de dióxido de carbono de fuentes de combustibles fósiles convencionales.En términos generales, existen tres tipos diferentes de tecnologías: postcombustión, precombustión y combustión de combustible oxigenado.
Costo
El potencial técnico sostenible para emisiones negativas netas con BECCS se ha estimado en 10 Gt de equivalente de CO 2 por año, con un potencial económico de hasta 3.5 Gt de equivalente de CO 2 por año a un costo de menos de 50 € / tonelada, y hasta 3.9 Gt de CO 2 equivalente al año a un costo inferior a 100 € / tonelada.
Actualmente, la mayoría de los sistemas BECCS esquemáticos no son rentables en comparación con los CCS normales. El IPCC afirma que las estimaciones para el costo de BECCS oscilan entre $ 60 y $ 250 por tonelada de CO 2 . Por otro lado, los costos de CCS «normales» (del procesamiento de carbón y gas natural) han disminuido a menos de $ 35 por tonelada. Con pruebas limitadas a gran escala, BECCS enfrenta muchos desafíos para ser una alternativa financieramente viable.
Política
Sobre la base del actual acuerdo del Protocolo de Kioto, los proyectos de captura y almacenamiento de carbono no son aplicables como una herramienta de reducción de emisiones que se utilizará para el Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) o para proyectos de Implementación Conjunta (JI).Reconocer las tecnologías CCS como una herramienta de reducción de emisiones es vital para la implementación de tales plantas ya que no existe otra motivación financiera para la implementación de dichos sistemas. Ha habido un creciente apoyo para incluir CCS y BECCS fósiles en el protocolo.También se han realizado estudios contables sobre cómo se puede implementar esto, incluyendo BECCS.
La tecnoeconomía de BECCS y el proyecto TESBiC
La mayor y más detallada evaluación tecnoeconómica de BECCS fue llevada a cabo por las innovaciones de cmcl y el grupo TESBiC (Estudio técnico-económico de biomasa a CCS) en 2012. Este proyecto recomendó el conjunto más prometedor de tecnologías de generación de energía con combustible de biomasa junto con carbono. Captura y almacenamiento (CCS). Los resultados del proyecto conducen a una detallada “hoja de ruta CCS de biomasa” para el Reino Unido.
Consideraciones ambientales
Algunas de las consideraciones ambientales y otras preocupaciones sobre la implementación generalizada de BECCS son similares a las de CCS. Sin embargo, gran parte de la crítica hacia CCS es que puede fortalecer la dependencia de los combustibles fósiles agotados y la minería de carbón ambientalmente invasiva. Este no es el caso de BECCS, ya que se basa en biomasa renovable. Sin embargo, hay otras consideraciones que involucran a BECCS y estas preocupaciones están relacionadas con el posible aumento del uso de los biocombustibles.
La producción de biomasa está sujeta a una serie de restricciones de sostenibilidad, tales como: escasez de tierras cultivables y agua dulce, pérdida de biodiversidad, competencia con la producción de alimentos, deforestación y escasez de fósforo. Es importante asegurarse de que la biomasa se utiliza de una manera que maximice los beneficios tanto energéticos como climáticos.Se han criticado algunos escenarios de implementación sugeridos por BECCS, en los que habría una gran dependencia en el aumento de la entrada de biomasa.
Se requerirían grandes áreas de tierra para operar BECCS a escala industrial. Para eliminar 10 mil millones de toneladas de CO 2 , se necesitarían más de 300 millones de hectáreas de superficie terrestre (más grande que la India). Como resultado, BECCS corre el riesgo de usar tierras que podrían adaptarse mejor a la agricultura y la producción de alimentos, especialmente en los países en desarrollo.
Estos sistemas pueden tener otros efectos secundarios negativos. Sin embargo, actualmente no hay necesidad de expandir el uso de biocombustibles en aplicaciones energéticas o de la industria para permitir el despliegue de BECCS. En la actualidad, ya existen considerables emisiones de fuentes puntuales de CO 2 derivadas de la biomasa, que podrían utilizarse para COCEF. Aunque, en posibles escenarios futuros de mejora de escala del sistema de bioenergía, esto puede ser una consideración importante.
El proceso BECCS permite que el CO 2 sea recolectado y almacenado directamente de la atmósfera, en lugar de una fuente fósil. Esto implica que cualquier eventual emisión de almacenamiento puede ser recolectada y restaurada simplemente reiterando el proceso BECCS.Esto no es posible solo con CCS, ya que el CO2 emitido a la atmósfera no se puede restaurar quemando más combustible fósil con CCS.
Peligro de accidentes e incidencias.
No se puede garantizar la fiabilidad a largo plazo de los sitios de eliminación de CO 2 . El IPCC, en su documento sobre el CFS, presenta un diagrama simplificado del flujo de CO 2 cuando se entierra, incluyendo varios tipos de fugas. Además, existe el peligro de alterar la integridad de las estructuras geológicas que retienen el CO 2 como resultado de terremotos y otros tipos de actividad tectónica.La alta presión de CO 2 inyectado puede causar actividad sísmica en el área de disposición. El peligro de romper involuntariamente las propiedades aislantes de un reservorio debido a las fluctuaciones de la presión en él merece una atención especial. La liberación rápida de grandes volúmenes de CO 2 puede ser peligrosa. La concentración en aire del 3% es tóxica, el 20% conduce rápidamente a la muerte. El peligro para las personas se ve exacerbado por el hecho de que el CO 2es más pesado que el aire y tiende a acumularse en la parte inferior del espacio disponible.
Ya hay ejemplos de resistencia de la comunidad local a los planes de entierro de CO 2 . En Greenville, Ohio, Estados Unidos, los residentes locales se opusieron con éxito a los planes para el almacenamiento subterráneo de CO 2 . En Alemania, los manifestantes bloquearon el acceso a la isla turística de Silt en el Mar del Norte para llamar la atención sobre los planes para el transporte de CO 2 para el entierro debajo del lecho marino. En Barendrecht, Holanda, los planes de entierro de CO 2 en un campo de gas desarrollado debajo de la ciudad se encontraron con un rechazo decisivo que incitó al gobierno no solo a cerrar este proyecto, sino también a detener todos los proyectos similares en los Países Bajos.
Proyectos actuales
La mayoría de los proyectos de CCS incluyen agregar captura a una planta de energía existente, generalmente carbón u otro combustible fósil. Con la captura completa, estos procesos serían neutros en carbono. Decatur, Illinois en los Estados Unidos tiene muchas plantas de maíz administradas por Archer Daniels Midland (ADM), donde el maíz se transforma en jarabes y etanol.La planta emite altas cantidades de dióxido de carbono como un subproducto del proceso. Con el ajuste CCS, la planta idealmente se convierte en carbono negativo, ya que el maíz absorbe dióxido de carbono cuando crece, y todo el dióxido de carbono producido durante el procesamiento se captura y es secuestrado en la arenisca de Mount Simon. El proyecto no puede ser completamente negativo al carbono, ya que el dióxido de carbono se produce durante la combustión del etanol que se produce. El proyecto es uno de los únicos proyectos CCS en uso que no se acoplan con EOR. La Cuenca del Sur de Illinois es considerada uno de los mejores sitios de inyección, debido a su composición y profundidad de arenisca (el lugar de la inyección está a 2,000 metros debajo de la superficie), así como su capacidad posible (la capacidad de almacenamiento del proyecto de geólogos de 27-109 Gt de dióxido de carbono) .