Ha llegado la hora de la gestión del carbono
El programa de captura, uso y almacenamiento de carbono (CCUS) existe desde hace años, pero su complejidad, fiabilidad, costes y el total de casos en que las empresas lo han implementado han dificultado que se adopte a nivel global. Con pocas presiones externas que impulsen una mayor adopción y el obstáculo monetario de que cada planta tenga que invertir en su propia solución de CCUS, esta herramienta simplemente no ha alcanzado el umbral de costo-beneficio.
Esa tendencia está cambiando, ya que los compromisos corporativos de cumplir objetivos agresivos de cero neto y optar a incentivos gubernamentales han impulsado la creatividad en torno a cómo crear una estructura de costos viable para una gestión del carbono eficaz. Se ha vuelto cada vez más claro que cumplir con objetivos de cero neto implica que se necesitan más plantas de CCUS. Según el informe 2021 Global Status of CCS Report (Estado global de CCS de 2021), actualmente hay solo 135 plantas comerciales de CCUS a gran escala que operan en todo el mundo, pero antes de 2050 se necesitarán más de 2000 para cumplir los objetivos que combaten el cambio climático.
Tener una capacidad viable y amplia para eliminar el CO₂ implicaría que las fuentes de energía emergentes, como el hidrógeno, podrían acelerarse. En última instancia, el lhidrógeno renovable que se produce a partir de fuentes sin carbono o “verdes”, como la energía solar o eólica, es sumamente atractivo, pero, desde el punto de vista de la demanda, las aplicaciones de hidrógeno tendrán que aumentar rápidamente para generar economías de escala. CCUS hace eso posible con el “hidrógeno descarbonizado”, un avance hacia nuestro combustible del futuro, el hidrógeno. Aunque no hayamos cumplido con esta promesa a escala, CCUS puede facilitar la producción de hidrógeno limpio a partir de combustibles fósiles: las fuentes de la mayor parte de la producción de hidrógeno hoy en día. Con una metodología deliberada que se alinee con los factores económicos, el CCUS podría actuar como la vía menos costosa para traer, a escala, el hidrógeno bajo en carbono a nuevos mercados.
¿La captura de carbono como servicio será la solución?
Para hacer que los proyectos de CCUS sean económicamente factibles, muchos señalan los nuevos centros regionales de captura de carbono que pueden convertir el CO₂ en un modelo de negocios basado en la “captura de carbono como servicio”. En lugar de que distintas empresas desarrollen plantas de CCUS separadas, lo cual puede ser extremadamente costoso, estos centros compartirían una infraestructura y una red de tuberías para capturar, agregar, transportar y almacenar el carbono de diversas refinerías, petroquímicas, agroquímicas y metalúrgicas locales, así como de otras plantas cercanas entre sí. Este sistema crea un recurso compartido, lo que otorga oportunidades comerciales más sólidas y permite economías de escala enormemente perfeccionadas, ya que las empresas dividirán los costes de almacenamiento y reducirán los gastos en su totalidad al transportar CO₂ comprimido en una red de tuberías compartida más amplia.
Tan importantes como optimizar el proceso de captura mismo son los sistemas de transferencia de custodia y de medición fiscal, que pueden calcular de manera precisa la masa de CO₂ que se mueve de un punto a otro y de una empresa a otra. Esto permite a los fabricantes cuantificar las emisiones de sus propias plantas, lo cual es necesario para la fijación de precios del carbono y para asegurar la conformidad con los reglamentos. También permite que las instalaciones de almacenamiento sepan cuánto facturar a sus proveedores.
Ya sea que las empresas estén cuantificando el CO2 para créditos fiscales o monetizando el CCUS de otras formas, para mantener la rentabilidad, es esencial poder contar con soluciones de transferencia de custodia como los caudalímetros de alta precisión, que pueden soportar presiones extremas, bajas temperaturas y grandes cambios en la densidad, y los analizadores continuos, que pueden detectar impurezas químicas en fase líquida o gaseosa.
La automatización acelera la adopción
La construcción de nuevos centros para volver económicamente atractiva la captura de carbono requerirá tecnologías de automatización avanzadas, soluciones del gemelo digital, software y nuevas herramientas de ingeniería para garantizar que las plantas operen de manera segura, fiable y al menor coste posible.
Las principales tecnologías para la captura de carbono son dispositivos tradicionales que permiten el proceso de separación, un pilar del conocimiento de Emerson. Este conocimiento, junto con el software y las soluciones, ha respaldado algunos de los proyectos de CCUS más grandes del mundo, desde la evaluación del sitio y el modelado hasta la operación y la monitorización.
Optimización del proceso de captura de carbono es el primer paso; los sistemas de información de la gestión energética (EMIS) de Emerson ayudan a aumentar la visibilidad del proceso y proporcionan datos para una mejor toma de decisiones. Los EMIS proporcionan información actualizada y valiosa sobre el desempeño energético en la planta para identificar con mayor precisión las ineficiencias e irregularidades. Esto ayuda a los operadores a tomar medidas correctivas en tiempo real y, de este modo, ahorrar tiempo y energía. Al detectar un bajo rendimiento, los EMIS pueden reducir el consumo energético de la planta hasta un 15 %. De igual forma, el control preciso del equipo rotativo puede reducir el consumo de energía y garantizar el buen estado de la maquinaria, lo que previene los periodos de inactividad.
La licuefacción del CO₂ es necesaria para que este pueda ser transportado a la planta de CCUS y, con el conocimiento de Emerson sobre los controles del proceso y las mediciones fiables, el CO₂ puede ser monitorizado de forma continua para obtener visibilidad. Los compresores desempeñan un papel clave en el proceso; las tecnologías Pervasive Sensing (sensorización generalizada) y las aplicaciones analíticas de datos de Emerson proporcionan una monitorización continua de la condición y el desempeño del compresor para disminuir el periodo de inactividad, mitigar los daños en el equipo y reducir los costos excesivos de mantenimiento. Las soluciones optimizadas de válvulas digitales aseguran un caudal estable hacia el compresor, lo que evita daños y aumenta la vida útil del compresor.
Los proyectos de almacenamiento subterráneo de carbono dependen de un análisis fiable y preciso de las formaciones geológicas del subsuelo. El software de E&P (exploración y producción), de la empresa de software AspenTech de Emerson, combinado con soluciones de gemelo digital, proporciona un modelado de simulación dinámica de entornos físicos, lo que permite un mapeo y una medición precisos de complejos de almacenamiento subterráneo. Además, la verificación confiable de la integridad de la contención para el almacenamiento a largo plazo es clave para las decisiones empresariales respecto de la selección y el desarrollo de las instalaciones. Los medidores del fondo del pozo proporcionan datos de manera continua y en tiempo real del tanque de almacenamiento, garantizan la integridad del pozo y la confiabilidad del proceso, mientras que el software analiza e interpreta los cambios de la subsuperficie observados en los datos sísmicos durante la vida del proyecto.
Por último, mantener el cronograma y el presupuesto previstos para los nuevos proyectos de CCUS es crucial para reducir riesgos. El enfoque Project Certainty de Emerson reúne estrategias modernas de gestión del proyecto, prácticas de ingeniería innovadoras y tecnologías digitales para eliminar costos, reducir la complejidad y adaptarse a los cambios.
Crear el potencial para una mayor descarbonización
En la actualidad, las medidas para impulsar una adopción más amplia del programa CCUS ya están teniendo un impacto ecológico, pero su potencial para generar un impacto en el futuro es aún mayor. A medida que las industrias continúan promoviendo el CCUS, el modelo de hub regional para la captura de carbono puede ampliarse para que también sea una planta de producción de hidrógeno. Asimismo, los suscriptores del servicio de CCUS pueden comprar hidrógeno para sus procesos de producción, y todo el CO₂ resultante de la producción de hidrógeno descarbonizado puede ser inmediatamente secuestrado en el centro.
Este modelo bidireccional tiene el potencial de crear un sistema de lazo cerrado (o economía circular) para el carbono y el hidrógeno. Al utilizar residuos de la planta y compartir flujos de energía y material para capturar carbono y producir hidrógeno a partir de la fuente más económica, el modelo se vuelve una economía circular que reutiliza y redestina tanto el hidrógeno como el carbono, mientras que reduce costos y genera ganancias. Alcanzar el cero neto será prácticamente imposible sin CCUS; en la batalla contra el cambio climático, los centros de captura de carbono tienen el potencial de revertir el panorama.