Imagínese: se acciona un interruptor y, en un abrir y cerrar de ojos, cada proceso que arroja contaminación mortal a los cielos es reemplazado por algo limpio y sostenible. Lamentablemente, incluso entonces, la Tierra seguiría siendo inhabitable gracias a todo el carbono que ya hemos vertido allí. Si queremos sobrevivir como especie, toda esa basura debe ser devuelta a la Tierra y rápidamente. Los defensores de la captura directa del aire creen que es un arma vital para realizar esa tarea; sus críticos dicen que es tan ineficiente que sería mejor intentar cualquier otra cosa primero.
Captura directa de aire
En pocas palabras, la captura directa de aire (DAC) es la práctica de eliminar CO2 de la atmósfera extrayendo aire a través de un filtro mecánico o químico. Por lo general, el aire se aspira a través de un sistema DAC a través de uno o más ventiladores, mientras que el filtrado se realiza con un sólido (conocido como sorbente) o con un líquido (conocido como solvente). Una vez capturado, se aplica calor o electricidad al material del filtro para eliminar el CO2, tanto para reutilizar el filtro como para preparar el CO2 para continuar. Esta última etapa es a menudo la parte del proceso que consume más energía y, por lo tanto, es más costosa. Dada la cantidad de aire que será necesario limpiar (todo) para que esto funcione, DAC debe ser lo más eficiente energéticamente posible.
La forma más rentable de hacerlo es tapar las chimeneas de un proceso intensivo en carbono, como una fábrica o una central eléctrica de combustibles fósiles, para evitar más emisiones de CO2. Pero eso no ayuda en nada a reducir el exceso de CO2 que ya hay en la atmósfera. Es por eso que algunos científicos y empresarios se inclinan a apostar por plantas DAC al aire libre para limpiar los cielos.
El NOAA explica que en 1960 la humanidad emitía al aire 11 mil millones de toneladas de dióxido de carbono cada año. Medio siglo después, esa cifra ahora se acerca a los 40 mil millones, razón por la cual el trabajo de reducción de emisiones es tan vital. Pero incluso si lográramos reducir todas nuestras nuevas emisiones a cero, aún tendríamos que abordar las aproximadamente 950 gigatoneladas de CO2 que ya acechan en la atmósfera. En el momento de escribir este artículo, el CO2 en la atmósfera registrado por el Laboratorio de Monitoreo Global de la NOAA en Mauna Loa es 422,38 ppm. El consenso científico es que cualquier cifra superior a 350 ppm significará una fatalidad catastrófica para la humanidad y el estado del planeta en general.
Este junio, el Universidad de Oxford Una investigación publicada dice que si queremos limitar el calentamiento a sólo 1,5 grados (lo que sería catastrófico), la humanidad necesitará extraer entre siete y nueve mil millones de toneladas de dióxido de carbono del aire cada año para 2050. Declaración COP28 apoya naciones signatarias poniendo su peso detrás de las tecnologías de captura de carbono. El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) dice hay ningún camino viable evitar el cambio climático a menos que se extraigan grandes volúmenes de CO2 del aire. Este ha sido el status quo durante algún tiempo: en 2017, una coalición de destacados científicos dirigidos por el profesor Jim Hansen dijo que era imperativo que la humanidad comenzara a eliminar masivamente el CO2 atmosférico.
Qué hacer con todo el CO2
Una vez que el DAC ha absorbido el carbono no deseado del aire, es necesario colocarlo en algún lugar. una opción, El Servicio Geológico Británico explica, es convertir de manera fácil y asequible el CO2 a su forma supercrítica, que se comporta como un líquido líquido. Este líquido luego puede almacenarse bajo tierra después de ser inyectado en rocas porosas, siendo los viejos campos petrolíferos y vetas de carbón los lugares ideales. La industria del petróleo y el gas En realidad utiliza este enfoque para impulsar la producción en campos existentes.a medida que el CO2 líquido llena el espacio, empujando más petróleo hacia el sitio de extracción. Pero la Agencia Internacional de Energía (AIE) documento informativo sobre captura directa de aire sugiere que será necesario secuestrar más de la mitad de todas las emisiones atmosféricas de CO2 recuperadas.
Obviamente, sacar más combustibles fósiles del suelo para quemarlos no ayuda mucho al clima, e idealmente los gobiernos del mundo simplemente invertirían en la captura efectiva de carbono para evitar que muramos. Afortunadamente para la fijación de la humanidad por las soluciones de mercado, reciclar parte del CO2 no secuestrado podría convertirse en una industria en sí misma.
El CO2 también se puede convertir en combustibles sintéticos en los motores de combustión tradicionales. Los viajes aéreos son el ejemplo más obvio, especialmente teniendo en cuenta que el tamaño y el peso de las baterías hacen casi imposible construir un jumbo jet eléctrico. El CO2 recuperado también se puede utilizar como base para productos comunes no combustibles, incluidos materiales de construcción, en productos químicos y agrícolas, sin mencionar la efervescencia en nuestras bebidas.
Holocene es una de las muchas empresas que buscan convertir la extracción de CO2 en un negocio viable a largo plazo mediante la venta de créditos de eliminación de carbono a grandes empresas. Su método consiste en aspirar aire a través de agua en la que se ha incorporado un ácido amnio que se une al CO2. Luego, la mezcla de agua y CO2 se combina con guanidina, lo que convierte el CO2 en un sólido que se puede filtrar fácilmente, lo que permite reutilizar el agua con aminoácidos. Luego, el CO2 sólido se calienta a baja temperatura, lo que separa la guanidina del CO2 gaseoso, listo para su uso o secuestro. Holocene cree que un disolvente reutilizable (y un tratamiento químico reutilizable) combinado con calor a baja temperatura hace que su enfoque sea mucho más rentable que el de sus rivales.
Mission Zero también busca desarrollar una forma económica de obtener grandes cantidades de CO2 de la atmósfera. Atrae aire hacia su hardware y luego aplica un solvente a base de agua. Pero en lugar de tratar esta mezcla químicamente, utiliza electrodiálisis y un proceso de intercambio iónico para purificar el líquido y extraer el CO2. A partir de ahí, el líquido se puede reutilizar y el CO2, nuevamente, puede enterrarse bajo tierra o convertirse en productos viables. La compañía dice que su proceso electroquímico es igualmente mucho más costoso y energéticamente más eficiente que muchas de las otras compañías que operan en este espacio.
Dadas las sensibilidades comerciales involucradas, no es fácil saber cuánto cuesta extraer CO2 de la atmósfera usando DAC al aire libre. Dependiendo de dónde se mire, la cifra puede llegar a los 600 dólares por tonelada, pero una cifra más común está entre los 300 y los 400 dólares. Durante años, la opinión generalizada ha sido que el CAD necesita alcanzar un costo de $100 por tonelada para volverse económicamente viable.
A principios de este año, Extantia Capital, una firma alemana de capital de riesgo centrada en el clima, fue investigando la fuente de eso Shibboleth de $ 100 y lo rastreé hasta un documento de la antigua empresa DAC Ingeniería del carbono en 2018 cuando publicó un artículo en el que proyectaba que su costo a largo plazo caería a tan solo 94 dólares por tonelada. De repente, la frase “menos de 100 dólares por tonelada” se convirtió en el punto de referencia al que se sometían todas las demás empresas de DAC. Pero, como escribió Torben Schreiter de Extantia, esa cifra también estaba vinculada a los precios en dólares de 2016, por lo que no ha crecido con la inflación. En 2023, el Foro Económico Mundial dijo que el costo de la captura directa de aire tenía que caer “por debajo de 200 dólares por tonelada” antes de que se adoptara ampliamente.
No importa si tus objetivos son medioambientales o industriales, sabemos que el volumen de CO2 que hay que extraer de la atmósfera es importante. Para que eso sea viable, el costo de extracción debe reducirse significativamente. Una métrica más madura sería que los precios caen en línea con, o por debajo, el costo en constante flujo del dióxido de carbono como materia prima.
“Todos estos enfoques DAC utilizan un racimo de energía”, dijo el director ejecutivo de Holocene, Keeton Ross. Ross dice que es el costo de esta energía lo que mantiene el precio de Direct Air Capture más alto de lo necesario. Él cree que los sistemas basados en calor (como el del Holoceno) probablemente ganarán al final porque el calor puede provenir de cualquier cantidad de fuentes asequibles. Estas afirmaciones de poder reducir los costos de DAC fueron lo suficientemente convincentes como para que en septiembre Google invirtiera en Holocene y se comprometiera a comprarle créditos de carbono en el futuro.
El Dr. Nicholas Chadwick, director ejecutivo de Mission Zero, dijo a Engadget que su empresa tiene como objetivo alrededor de 350 dólares por tonelada para 2026, pero esa cifra «depende de un precio específico de la electricidad». Ese precio, cree, es «sustancialmente mejor que el que está disponible en el mercado de productos básicos», lo que hace que sea una obviedad para las industrias que dependen del CO2 comenzar a comprar en Mission Zero.
Barricadas
La objeción obvia a la captura directa de aire es que, si bien hay mucho dióxido de carbono en la atmósfera, sigue siendo una proporción relativamente pequeña del total. He oído que el proceso se describe como búsqueda de oro en el océano, y los costos de energía por sí solos lo harán inviable en la escala necesaria. En 2022, el Instituto de Economía Energética y Análisis Financiero afirmó sin rodeos que el proceso «simplemente no funcionará». Parte de la objeción fue que puede usarse (y se usa) para mejorar la recuperación de petróleo, pero también que cuando las instalaciones DAC están en funcionamiento, a menudo son mucho menos efectivas para capturar CO2 de lo prometido inicialmente.
En 2023, un artículo publicado por el Boletín de científicos atómicos expresó su indignación porque el Departamento de Energía de Estados Unidos invirtió 600 millones de dólares en uno de esos proyectos. Sus autores dijeron que los costos de energía necesarios para filtrar esa cantidad de aire para extraer sólo el 0,04 por ciento del total son muy superiores a los de otras formas, ya menos costosas, de reducir las emisiones, y que no habrá ninguna mejora dramática en la física y la química. eso hará que Direct Air Capture sea dramáticamente más eficiente. Dijeron sin rodeos: «Es simplemente una tontería construir hoy algo que no necesitaremos durante 50 años, si es que alguna vez lo necesitaremos».
Chadwick dijo que muchas de las críticas en torno al DAC se centran en su viabilidad técnica, lo que, según él, es un punto equivocado. “Hay toneladas de procesos industriales donde la termodinámica es horribleMire el amoníaco”, dijo, “se necesitaron años y años para que los rendimientos llegaran a donde están ahora”. Lo que impulsó esos procesos que de otro modo serían ineficientes fue el “imperativo económico para ello en el mercado”, dijo. “Cuando alguien demuestra que puede hacer (captura directa de aire) por 200 dólares la tonelada, todos estos argumentos desaparecen”.
Tanto Chadwick como Ross hablaron sobre la importancia de la escala para ayudar a acelerar una industria aún bastante incipiente. En 2023, Carbon Engineering, 1PointFive y Occidental iniciaron la construcción del planta estratos en Texas que, cuando esté terminado, se espera que absorba 500.000 toneladas de CO2 del aire al año. Ambos son optimistas, sin embargo, de que los proyectos en curso ayudarán a los ingenieros a resolver esas cuestiones. Queda un largo camino por recorrer antes de llegar a los miles de millones de toneladas que los expertos creen que necesitaremos extraer para tener una esperanza de supervivencia.
