Procesos e ilusiones de captura directa de carbono en el aire (DAC)

El compromiso mundial de lucha contra cambio climático se intensifica, Captura directa de carbono en el aire (DAC) se perfila como una tecnología prometedora pero controvertida en el arsenal de estrategias de eliminación de dióxido de carbono (CDR). En este artículo se diseccionan los principios fundamentales de la tecnología DAC, se analizan diversos enfoques, como los sorbentes sólidos y los disolventes líquidos, y se destaca la fase actual de desarrollo que atraviesan los principales agentes del sector. Además, abordará los requisitos energéticos, la imposible viabilidad económica y el impacto medioambiental de los sistemas DAC, al tiempo que tratará los retos y conceptos erróneos que pueden empañar su eficacia y escalabilidad.

Conclusiones clave

• El DAC se basa en la captura de CO2 directamente del aire ambiente.
• Las distintas tecnologías incluyen sorbentes sólidos y disolventes líquidos.
• La tecnología evoluciona con la aparición de importantes participantes en la industria.
• Se necesita un aporte energético muy importante para el funcionamiento del DAC.
• La viabilidad económica varía considerablemente según la región y la tecnología.
• La escalabilidad se enfrenta a conceptos erróneos en cuanto a eficacia y costes.
• El mejor residuo, es el que no se produce al principio

Principios fundamentales de la tecnología de captura directa de carbono en el aire

La tecnología de captura directa de carbono en el aire (DAC) funciona según el principio de capturar químicamente el dióxido de carbono (CO₂) directamente de la atmósfera. Suele emplear un sorbente o disolvente que fija selectivamente el CO₂. Una vez saturado, el material se somete a un proceso de regeneración, que a menudo implica calor o una reducción de la presión, para liberar el CO₂ capturado. Por ejemplo, los sistemas que utilizan sorbentes sólidos pueden emplear un proceso cíclico en el que el sorbente se calienta a unos 100-150 grados Celsius para liberar CO₂. Este proceso puede representarse mediante la reacción
[latex] {CO}_2 + {Sorbente} {\a6}(forma ligada)} {Sorbente-CO}_2 {(forma ligada)} [/latex]

La eficacia global de los sistemas DAC puede variar significativamente en función de la tecnología y el diseño empleados. Varios métodos incluyen sorbentes de alta temperatura, disolventes acuosos a base de aminas y mineralización alcalina. Un informe del Global CCS Institute indicaba que los sorbentes de alta temperatura pueden capturar 90% de CO₂, mientras que las soluciones amínicas pueden lograr resultados similares con menores costes energéticos. Cada método muestra distintas compensaciones en cuanto a aporte energético, eficiencia de captura y potencial de escalabilidad, lo que influye en la elección de la tecnología en función de la aplicación requerida.

Panorama de los distintos enfoques y tecnologías DAC

Las tecnologías de captura directa de carbono en el aire (DAC) pueden clasificarse en dos enfoques principales: sistemas basados en líquidos y sistemas basados en sólidos. Los sistemas basados en líquidos utilizan principalmente absorbentes químicos para capturar el CO2 del aire. Un ejemplo notable es el uso de soluciones de hidróxido de potasio (KOH), que reaccionan químicamente con el CO2 para formar carbonato de potasio. Una vez saturado el absorbente, se emplea un proceso de regeneración térmica que libera CO2 puro al tiempo que regenera el absorbente para su reutilización. Por otro lado, los sistemas basados en sólidos emplean materiales absorbentes que fijan el CO2. Materiales como los metales funcionalizados con aminas o el carbón activado pueden adsorber CO2 a temperatura ambiente, lo que ofrece la ventaja de reducir los requisitos energéticos para la regeneración.

La selección de los materiales de captura influye significativamente en la eficiencia de los sistemas DAC. A menudo se prefieren los sorbentes sólidos por su mayor capacidad de captación de CO2 y sus menores costes energéticos en comparación con los sistemas líquidos. Por ejemplo, algunos estudios indican que los sistemas de sorbentes sólidos pueden alcanzar eficiencias de captura de CO2 superiores a 90% con una infusión de energía relativamente menor, de unos 500 MJ/tonelada de CO2 capturado, frente a los 1.240 MJ/tonelada de algunos sistemas líquidos. Los parámetros de eficiencia son cruciales a la hora de evaluar la viabilidad de las implantaciones de DAC a mayor escala.

Diferentes instalaciones de DAC, como Climeworks en Suiza y Carbon Engineering en Canadá, ponen de relieve las variaciones operativas de estas tecnologías. Climeworks ha empleado un enfoque modular con filtros sorbentes sólidos, mientras que Carbon Engineering utiliza un método más tradicional de absorción de líquidos. La elección entre estas tecnologías suele girar en torno a factores como el mercado de destino, los costes energéticos y la ubicación geográfica, que dictan la eficiencia operativa de los sistemas DAC.

Consejo: Al evaluar los sistemas DAC, hay que tener en cuenta las fuentes de energía y los costes locales, ya que influyen significativamente en la eficiencia global y la viabilidad económica de la tecnología elegida.

Necesidades y fuentes de energía para procesos DAC eficaces

El consumo de energía es un factor importante en los procesos de captura directa de carbono en el aire (DAC), ya que la eliminación eficaz del CO₂ de la atmósfera requiere considerables aportaciones de electricidad y energía térmica. Las distintas tecnologías DAC presentan demandas energéticas variables, que suelen oscilar entre 1,5 y 10 GJ por tonelada de CO₂. Los principales consumidores de energía son los ventiladores para la entrada de aire, los intercambiadores de calor y los procesos químicos de captura y liberación de CO₂. La especificidad de la tecnología y las condiciones del entorno operativo influyen directamente en estos requisitos.

Preguntas frecuentes

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