Cómo captar carbono en planta de valorización energética de residuos
Para lograr el cero neto, la captura, utilización y almacenamiento de carbono se considera la tecnología de referencia.
Tom Croymans, presidente del grupo de trabajo ESWET CCUS, habla sobre la tecnología y su importancia para la conversión de residuos en energía.
¿Podría dar una breve descripción del estado actual de las tecnologías CCUS?
Varias tecnologías de captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS) están maduras y se implementan en diferentes sectores. Otras tecnologías todavía están en desarrollo y tienen como objetivo reducir los costos de CCUS y abordar las deficiencias de las tecnologías maduras.
Por ejemplo, los solventes de amina que circulan en grandes columnas para capturar y, en consecuencia, liberar CO2 purificado
ya se aplican en un contexto de conversión de residuos en energía (WtE), como por ejemplo en la planta AVR WtE en Duiven, Países Bajos.
En términos de desarrollo tecnológico, se está llevando a cabo una gran cantidad de I+D y surgen nuevas iniciativas todos los días. Se están desarrollando nuevos solventes con el objetivo de reducir la penalización energética y OPEX del proceso CC. Se están explorando alternativas a la configuración de columna convencional en niveles piloto, con el objetivo de reducir la huella y el CAPEX de estas instalaciones.
Si bien el interés en CCUS ha existido durante muchos años, las oportunidades de financiamiento y las tendencias regulatorias más recientes muestran una aceptación real de las tecnologías, y todos los sectores difíciles de reducir ahora están trabajando en la implementación de CCUS. La integración de CCS en Waste-to-Energy tiene el potencial de hacer que Waste-to-Energy sea incluso carbono negativo. Sería una gran solución para reducir las emisiones de GEI de los residuos no reciclables.
¿Cuántas plantas WtE con CCUS hay en todo el mundo, en funcionamiento, planificadas?
Los proyectos de CCUS para plantas de conversión de residuos en energía están despegando en Europa. En lo que respecta a CCU, ya está en operación la planta de Duiven en Holanda, que captura CO2 y lo entrega a los invernaderos locales. Para CCS, al menos 4 proyectos están bastante avanzados: la planta de Klemetsrud (Noruega, parte del proyecto Longship), la planta de Twence (Países Bajos) que debería comenzar a operar en 2023, el Amager Ressource Center (Dinamarca) que debería estar en pleno funcionamiento para 2025, y la planta de Rakkestad (Noruega) que aún se encuentra en la fase de prueba del proyecto. También se están desarrollando otros pilotos y proyectos, por ejemplo, en Francia y el Reino Unido.
¿Por qué CCUS es relevante para WtE?
En términos de almacenamiento, dado que aproximadamente el 50% de las emisiones de CO2 WtE son biogénicas [1] , el despliegue de CCS puede permitir que el sector se vuelva negativo en carbono. En otras palabras, WtE combinado con CCS se convierte en una tecnología de eliminación de dióxido de carbono como la captura directa de aire. Los expertos en clima señalan que la eliminación de dióxido de carbono es un requisito para limitar el calentamiento global por debajo de 1,5 °C. Aquí WtE tiene un papel crucial que desempeñar. Las instalaciones de WtE suelen tratar del orden de varias 100 000 toneladas de residuos cada una. Al implementar CCS, podemos comenzar a extraer CO2 de la atmósfera a gran escala en un corto plazo.
En términos de utilización, muchas industrias seguirán necesitando componentes básicos de carbono. Estos componentes básicos basados en el CO2 capturado de las plantas WtE pueden proporcionarse, por ejemplo, al sector químico y contribuir a una economía circular.
Es bueno tener en cuenta que aún sin CCUS estamos contribuyendo a reducir las emisiones de GEI. Las plantas de conversión de residuos en energía generan electricidad y calor a partir de residuos no reciclables, que de otro modo serían producidos por combustibles fósiles. Además, mitigamos la producción de emisiones de metano, un gas 84 veces más potente que el CO2 durante un período de 20 años, de los vertederos mientras tratamos nuestros residuos no reciclables de manera sostenible. La reducción de las emisiones de GEI es la prioridad legítima en Europa para mitigar el cambio climático.
[1] El CO2 biogénico es el CO2 que originalmente estaba presente en la atmósfera y es absorbido por la biomasa. El carbono biogénico entra en la instalación de conversión de residuos en energía como, por ejemplo, papel no reciclable, textiles no reciclables, residuos de alimentos, etc. Cuando se capturan y almacenan permanentemente, estas emisiones biogénicas de CO2 se consideran carbono negativo ya que se eliminan permanentemente de la atmósfera.
¿Cuál es la ventaja sobre las tecnologías que eliminan el CO2 directamente del aire?
Reducir la concentración de CO2 en la atmósfera es crucial para limitar el cambio climático.
En primer lugar, las tecnologías actuales de captura directa de aire todavía requieren mucha energía renovable. En este momento solo hay unos pocos lugares en el mundo que tienen excedentes en energías renovables. Una WtE produce energía -parcialmente renovable- que puede ser utilizada en el proceso de captación.
En segundo lugar, la concentración de CO2 en el aire está en el nivel de ppm, mientras que la concentración de CO2 en los gases de combustión WtE es de aproximadamente el 10 %.
En tercer lugar, el costo por tonelada capturada de CO2 es de alrededor de $500 dólares para DAC, para WtE es alrededor de un factor 10 más bajo.
¿Por qué CCUS es tan costoso y qué se necesita para que la tecnología sea más atractiva en este sentido?
CCUS es tan costoso como puede ser cualquier tecnología ‘nueva’. A medida que CCUS se implementará cada vez más, el costo disminuirá naturalmente. Un marco regulatorio integral a nivel de la UE contribuirá a incentivar las inversiones en tecnología y ayudará a desarrollar un mercado para el CO2 ‘reciclado’ y almacenado, por ejemplo. Los centros CCUS, es decir, redes a gran escala para el transporte, la utilización y el almacenamiento de carbono, también son una forma de reducir los costos mediante economías de escala.
Uno de los usos actuales del CO2 capturado es la recuperación mejorada de petróleo. ¿Eso no anula su propósito?
Históricamente, el CO2 se ha utilizado para mejorar la recuperación de petróleo, el conocimiento y la tecnología basados en estas experiencias ahora se pueden utilizar para soluciones de almacenamiento más sostenibles. De cara al futuro, se está desarrollando un número cada vez mayor de alternativas para utilizar y almacenar el CO2 de forma más sostenible.
¿Dónde es mejor almacenar el CO2 capturado y qué capacidad de almacenamiento se necesita? ¿Todos los países tienen suficiente capacidad de almacenamiento?
Según la AIE, el almacenamiento subterráneo permanente en formaciones geológicas está disponible en todo el mundo y la capacidad teórica supera la cantidad de carbono necesaria para capturar y almacenar para alcanzar la neutralidad climática. Sin embargo, se debe desarrollar infraestructura para transportar CO2 a esas formaciones, ya que la mayoría de las plantas WtE no están situadas cerca. Actualmente, no existe una red a gran escala para el transporte de CO2 en Europa, pero la próxima regulación de la UE abordará este problema. Para estos sitios, la mineralización podría ser, al menos en parte, una solución de almacenamiento permanente y local.
¿Qué tan seguro es el transporte y almacenamiento si el CO2 capturado?
Según el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC), los reservorios geológicos gestionados adecuadamente son seguros y es muy probable que retengan más del 99 % del CO2 secuestrado durante más de 100 años. El transporte, ya sea a través de barcos o oleoductos, no presenta mayor riesgo que el transporte de gas natural o petróleo.
¿Cómo ve el futuro de CCUS y WtE?
Lo veo con optimismo e imagino un futuro en el que cada WtE esté equipado con una instalación CCUS. Esta visión se está convirtiendo en realidad a medida que veo proyectos despegando a un ritmo acelerado en Waste-to-Energy. Sin embargo, se necesita un marco regulatorio sólido para asegurar la implementación exitosa de CCUS. El acceso a la infraestructura de transporte y almacenamiento, por ejemplo, será un desafío clave a abordar, ya que la mayoría de las plantas WtE están situadas lejos del almacenamiento geológico. También son necesarias reglas claras sobre la certificación del carbono capturado, especialmente el reconocimiento de la parte biogénica de las emisiones de WtE y el potencial para que el sector sea negativo en carbono. El acceso a la financiación y el apoyo público también es fundamental para contribuir a la adopción de nuevos proyectos,