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Una mirada a la tecnología power-to-X para la descarbonización energética
Reproducimos el informe del Dr. Carlos Ramiro Rodriguez, publicado en la serie HOJITAS DE CONOCIMIENTO que edita el Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable (IEDS) de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), a quienes agradecemos la gentileza por compartirlo.
Consumo global de energía primaria
El consumo global de energía primaria (CGEP) creció de manera lineal en las últimas cinco décadas y en 2020 el 83,1% fue de combustibles fósiles. Históricamente, el principal consumidor es EUA, pero las actividades de los gigantes asiáticos China e India vienen aumentando y en 2008 China llegó a superar el consumo de EUA. El CGEP cayó un 4,5% en 2020, el menor consumo desde 1945.
La mayor parte de la disminución fue de petróleo, ya que el aislamiento por la pandemia afectó drásticamente los sistemas de transporte de todo el mundo. También se registraron pequeñas disminuciones en el consumo de los otros dos fósiles (gas y carbón) y de la energía nuclear, mientras que las energías renovables registraron ganancias.
A pesar de la fuerte caída, los fósiles se mantienen a la cabeza en la composición del CGEP y sus emisiones de gases de efecto invernadero, mayormente dióxido de carbono (CO2), están estrechamente vinculadas al calentamiento global y al cambio climático. Esto constituye el problema que domina la discusión pública sobre energía ya que una crisis climática pone en peligro el entorno natural que nos rodea, nuestro bienestar actual y el de quienes nos sucedan.
Emisiones del sector energético
En el lapso mencionado, las emisiones anuales de CO2 provenientes de fósiles aumentaron de manera exponencial; no obstante, cayeron 6,3% durante 2020. La producción de electricidad y de calor representa actualmente el 87% de las emisiones mundiales de CO2. Esta situación conduce a dos aspectos de un mismo gran problema.
Por un lado, los países de altos ingresos, con solo el 16% de la población mundial, son responsables de casi la mitad de las emisiones mundiales de CO2. Por otro lado, los países muy pobres tienen emisiones muy bajas, debido a su pobreza energética. Esta falta de acceso a tecnologías provoca la contaminación del aire interior de viviendas, por el tipo de combustibles que se utiliza, y la OMS lo considera el mayor riesgo para la salud ambiental del mundo.
Para estos países, el crecimiento del ingreso significa ponerse al día con las buenas condiciones de vida del mundo más rico, pero a menos que haya alternativas baratas para reemplazar los combustibles fósiles, también significa ponerse al día con las altas emisiones del mundo desarrollado. El camino para dar fin al cambio climático implica que la concentración de CO2 en la atmósfera se estabilice y que sus emisiones se reduzcan a cero neto.
Esto constituye uno de los mayores desafíos del mundo en los próximos años, porque implica enormes cambios en prácticamente todas las actividades sociales de la humanidad. La solución es desarrollar sumideros de carbono artificiales, que repliquen el papel que juegan los ecosistemas naturales para secuestrar de manera eficiente el carbono en océanos, biomasa y suelos.
Avatares de las energías verdes
Se discute por un lado, que el sector energético mundial tendría la posibilidad de alcanzar los objetivos de descarbonización necesarios para mantener el aumento de la temperatura mundial en menos de 1,5 ºC hasta el año 2050 (según lo pretendido por el Acuerdo de París en 2015), si las energías eólica y solar en conjunto crecieran un 20% anualmente, durante los próximos 10 años.
Por otro lado, también se plantea que la revolución de energía verde no podrá cumplir con la promesa que los modeladores esperan, porque las energías renovables presentan problemas considerables; entre ellos, la intermitencia en su aporte y la gran dificultad de almacenamiento de la electricidad generada.
Una solución
Las grandes potencias mundiales actualmente se plantean la solución a través del proceso power-to-X, una sinergia entre energías fósiles y renovables, y la generación de sumideros artificiales de carbono. Esta nueva tecnología de transformación convierte la electricidad renovable (“power”), durante los períodos en los que la generación fluctuante excede la demanda, en portadores de energía (“X”) como el hidrógeno, o en la producción de productos químicos y combustibles sintéticos neutros en carbono.
Este proceso se llevaría a cabo a lo largo de las distintas cadenas de valor de la industria, pudiéndose usar en otros sectores o almacenarse hasta que se necesiten. Así, la creciente descarbonización del sector energético puede utilizarse para “desfosilizar” otros sectores, bajo el concepto de economía circular.
Áreas de la industria que son difíciles o imposibles de electrificar, de esta manera pueden volverse sostenibles. Ejemplos de ello son la industria química que utiliza el petróleo como materia prima, y la industria del vidrio que utiliza gas natural para calentar los crisoles. Los combustibles para aviación y el transporte de mercancías terrestre o marítimo son también importantes áreas de aplicación para los productos power-to-X.
Esta tecnología abre una gran oportunidad para el sector “Oil& Gas” (combustibles fósiles), que dispone de conocimientos y capacidades técnicas para utilizar su cadena de suministro, propendiendo a resolver el reto de la descarbonización.
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Se recomienda también ver las siguientes Hojitas relacionadas:
“Una mirada a la captura y reutilización de dióxido de carbono para mitigar el cambio climático”.
“Una mirada a las tecnologías ionizantes en la economía circular”.
