Prácticas recomendadas para el transporte y almacenamiento de dióxido de carbono

Cada vez es más habitual gestionar las emisiones industriales mediante CCUS para evitar la liberación de CO₂ nocivo a la atmósfera, un gas de efecto invernadero (GEI). Estos métodos son especialmente atractivos porque permiten que los procesos con muchas emisiones de dióxido de carbono cumplan los objetivos normativos. Resultan muy valiosos cuando las oportunidades de reducir la emisión de GEI mejorando la eficiencia del proceso o las fuentes de energía renovables son limitadas.

Si bien se están llevando a cabo muchas iniciativas para desarrollar métodos eficientes de captura de carbono, también se está llevando a cabo una gran cantidad de actividad en las fases finales de la cadena de valor. Después de capturar el dióxido de carbono gaseoso, debe comprimirse, a veces hasta alcanzar el estado líquido. A continuación, se transporta de forma segura a una ubicación cuidadosamente seleccionada para aprovecharlo o almacenarlo. Deben tenerse en cuenta múltiples factores, como la distancia, geografía, infraestructura existente, impacto medioambiental y coste del transporte.

Actualmente, predominan tres modos de transporte principales: las tuberías, los vehículos terrestres y los navíos. Cada uno de estos métodos es adecuado para determinadas aplicaciones, y menos para otras. Independientemente del enfoque, establecer una logística funcional requiere soluciones innovadoras y una infraestructura robusta para garantizar el éxito a largo plazo de la CCUS como estrategia de mitigación de las emisiones.

Las tuberías son la opción más establecida y, con frecuencia, la más económica para transportar grandes volúmenes de CO₂ a larga distancia, sobre todo por tierra. En algunos casos, las tuberías de gas natural existentes se pueden reaprovechar para el transporte de dióxido de carbono, lo que supone una solución económica que usa infraestructura actual. Además, esta estrategia minimiza el impacto medioambiental de la construcción de nuevas instalaciones.

No obstante, reaprovechar las tuberías para el transporte de dióxido de carbono requiere evaluaciones detalladas. Es posible que se requieran modificaciones para garantizar la compatibilidad con las diferentes propiedades de este compuesto, principalmente su naturaleza corrosiva y mayores requisitos de presión. Mientras que las tuberías de gas natural suelen estar limitadas a 90 bar (1300 psi), a veces, el dióxido de carbono requiere valores de hasta 150 bar (2175 psi) para el transporte a larga distancia.

Los camiones y el ferrocarril son una opción flexible para transportar menores volúmenes de CO₂, especialmente entre distancias más cortas y en zonas donde la infraestructura de tuberías es limitada. Su versatilidad los convierte en aptos para transportar dióxido de carbono entre las instalaciones de captura y las de almacenamiento locales. Asimismo, pueden recolectar volúmenes pequeños de diversos orígenes y entregarlos en centrales para envíos más grandes. Sin embargo, depender de vehículos terrestres para el transporte de CO₂ resulta caro para distancias largas. Sobre todo los camiones, que además contribuyen al aumento del tráfico y a las emisiones de combustible diésel.

Garantizar el transporte seguro y eficiente del dióxido de carbono requiere respetar los reglamentos y normas de pureza. Aunque algunos códigos varían según la región, el dióxido de carbono está clasificado como material peligroso en altas concentraciones. Su transporte está sujeto a normas similares a las que rigen el gas natural en cada localidad. Estos reglamentos para un manejo seguro abordan la integridad del sistema de tuberías, la prevención de fugas y los protocolos de respuesta a situaciones de emergencia.

Además, la pureza del CO₂ es crítica, tanto para las aplicaciones de uso final como para la seguridad durante el transporte. Las impurezas como el agua, el ácido sulfhídrico y los óxidos de nitrógeno pueden provocar reacciones químicas, corrosión y defectos en el producto.

Una vez entregado, el dióxido de carbono debe utilizarse en un proceso industrial o almacenarse de forma segura para evitar que se libere a la atmósfera. Este suele almacenarse en formaciones geológicas cavernosas, si bien el secuestro en las profundidades oceánicas cada vez despierta más interés.

Al almacenar dióxido de carbono en formaciones geológicas, se inyecta a gran profundidad, normalmente a más de un kilómetro bajo el nivel de las aguas subterráneas, en ubicaciones cuidadosamente seleccionadas y monitorizadas. Las ubicaciones seleccionadas suelen ser depósitos subterráneos existentes, como yacimientos de gas natural y petrolíferos agotados, acuíferos salinos profundos y vetas de carbón no aptas para la minería. Estas formaciones rocosas porosas suelen taparse con una "roca de sellado" no porosa para evitar fugas de CO₂.

El almacenamiento subterráneo es un método seguro para el secuestro de dióxido de carbono desde hace miles de años.U.S. Geological Survey (USGS) estima que los Estados Unidos cuentan con formaciones geológicas para almacenar aproximadamente 3000 gigatoneladas métricas de dióxido de carbono. Sin embargo, seleccionar ubicaciones de almacenamiento aptas requiere llevar a cabos estudios geológicos y de modelado pormenorizados para garantizar la integridad de la formación. Asimismo, el proceso también tiene el objetivo de minimizar los posibles riesgos, como la sismicidad inducida y el impacto en los recursos de agua subterránea.

Si bien el almacenamiento geológico sigue siendo la opción más viable para el futuro cercano, los investigadores continúan analizando métodos alternativos. La carbonatación mineral, por ejemplo, imita los procesos geológicos al reaccionar el dióxido de carbono con elementos de la tierra para formar minerales de carbono estables, lo que logra atrapar el carbono durante períodos de tiempo más largos. Aunque el almacenamiento a largo plazo ofrece un gran potencial, este método requiere una cantidad considerable de energía y debe hacer frente a obstáculos relacionados con el coste, la escalabilidad y el acceso a los recursos.

Otra alternativa es inyectar el dióxido de carbono en formaciones rocosas bajo el lecho marino. El Mar del Norte en Europa, por ejemplo, tiene el potencial de almacenar aproximadamente 100 000 millones de toneladas de dióxido de carbono bajo sus extensas capas de arenisca. Es el equivalente de casi tres años de todas las emisiones de dióxido de carbono mundiales.

La medición y monitorización precisas con la instrumentación adecuada son fundamentales a lo largo de toda la cadena de CCUS para garantizar la eficiencia, seguridad e integridad medioambiental del proceso. Durante el transporte, debe medirse la presión, la temperatura, el caudal y la calidad del dióxido de carbono en las tuberías y en los terminales para garantizar un transporte seguro y un custody transfer preciso.

Independientemente del método de almacenamiento seleccionado, es fundamental contar con una monitorización integral para garantizar la integridad a largo plazo del emplazamiento y evitar fugas de CO₂ a la atmósfera. Llevar un seguimiento eficaz del dióxido de carbono en los depósitos de almacenamiento requiere tecnologías avanzadas y sistemas de detección de gas sofisticados para mantenerse al tanto de sus movimientos y comportamiento. La medición continua y robusta ayuda a detectar posibles anomalías y fugas desde el principio: muestra notificaciones para que el personal pueda intervenir y minimizar los riesgos medioambientales.

Una vez capturado el dióxido de carbono, deben tomarse decisiones acerca de su destino y los métodos para transportarlo. La investigación continua y las considerables inversiones de interesados públicos y privados son esenciales para escalar verticalmente la infraestructura de transporte y almacenamiento necesaria para reducir las emisiones de GEI. Con ello, se mejorarán las capacidades tecnológicas y la viabilidad económica de los equipos de CCUS, lo que facilitará su adopción generalizada en la industria.

Capturar CO₂ de los flujos de proceso de productos industriales es un primer paso fundamental en la cadena de valor de CCUS. Sin embargo, el éxito a largo plazo depende del desarrollo de soluciones de transporte, aprovechamiento y almacenamiento permanente seguras, eficientes y sostenibles. Los principales candidatos para el transporte son las tuberías, los vehículos terrestres y los métodos marítimos, mientras que las formaciones geológicas son las que mejor preparadas están para el almacenamiento.

Optimizar la eficiencia y desarrollar otra opciones requiere el acuerdo entre gobiernos, fabricantes de proceso, investigadores y comunidades para abordar los desafíos técnicos, económicos, normativos y sociales. No obstante, se espera que invertir en estas capacidades aumente el impacto positivo del método CCUS en la reducción de GEI en las próximas décadas, lo que ayudará a la industria a cumplir los ambiciosos objetivos de cero emisiones netas para crear un futuro más sostenible.