Avances científicos que cambiarán la economía de los hidrocarburos

El carbón es abundante y los EEUU tienen más del 25% de las reservas mundiales. Una nueva generación de plantas de energía “ultra-súper-críticas”, como define el autor, estarían siendo construidas en los EEUU a pesar del clamor de los grupos ambientalistas. Estas plantas son mucho menos contaminantes que las construidas hace dos décadas y emiten 40% menos de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera por unidad de potencia.A pesar de estos avances, una turbina de ciclo combinado a gas natural emite todavía la mitad de CO2 por unidad de potencia que las que utilizan carbón, de manera que, en la mayoría de los casos, las restricciones ambientales muestran una clara tendencia a introducir el gas natural como energético preferente en la generación eléctrica.Una alternativa para levantar las restricciones regulatorias es el llamado secuestro y captura del carbón (CCS), que no es otra cosa que la captura del gas CO2, su compresión a la fase “súper-crítica” para su conversión en líquido y su almacenamiento posterior en cuevas profundas herméticamente selladas a las cuales sería transportado en ductos especialmente construidos para este efecto.Un estudio del Instituto Tacnológico de Massachusetts (MIT), llamado “El Futuro del Carbón”, considera que el CCS es la tecnología futura crítica para reducir las emisiones del CO2 en las plantas de carbón, por debajo de las emisiones que hoy tienen las turbinas a gas.Sin embargo, de optarse por esta tecnología, la escala sería enorme. Luego de extraer el carbón de los yacimientos actuales, éste sería transportado a las plantas de generación y, una vez quemado, el CO2 licuado sería transportado nuevamente a los sitios subterráneos de secuestro. Este solo esfuerzo crearía una industria paralela de la misma magnitud que la que actualmente vacía los yacimientos de carbón.Si solamente un 60% del CO2 producido en las plantas de carbón que hoy funcionan se capturaría, el volumen diario de líquidos que se estarían transportando en los EEUU para su secuestro en cuevas subterráneas ¡seria de 19 millones de barriles por día! ¡Equivale a la demanda total de petróleo que tiene los EEUU! Por lo tanto, se requiere un esfuerzo económico similar al que construyó el actual sistema de ductos en los EEUU en los últimos 150 años: ¡billones de dólares! Pero, además, no existen garantías de que el CO2 así “secuestrado” no sea objeto de accidentes y “fugas” altamente riesgosas. El costo adicional del CCS empujaría, sin dudas, el precio de la electricidad basada en carbón en un 80 – 100%.Este sombrío panorama para la industria del carbón está, sin embargo, a punto de cambiar si son exitosos, a nivel industrial, los descubrimientos realizados en la Universidad de Illinois (UIC), publicados este lunes 1 de agosto de 2016, que dicen poder elaborar un nuevo combustible utilizando, justamente, el CO2, ¡el mismo que sería sostenible y tan barato como un galón de gasolina!Se trata de una suerte de “hoja artificial” que imita el fenómeno de fotosíntesis para remover el carbón de la atmósfera y convertirlo en formas nuevas de energía. Esta nueva celda solar no es fotovoltaica sino fotosintética, dice Amin Salehi-Khojin, profesor asistente de ingeniería mecánica e industrial de la UIC y principal responsable del estudio: “En lugar de producir energía de manera no sostenible y en una sola dirección, de combustible fósil a gas de efecto invernadero, nosotros revertimos el proceso y reciclamos el carbón atmosférico en un combustible, utilizando la luz solar”.Las celdas solares que produjo este equipo funcionan entonces como las hojas de los árboles, con la única diferencia de que, en lugar de transformar el dióxido de carbono en azúcares, lo transforman en componentes gaseosos y gas de síntesis (CO + H), una mezcla de hidrógeno y monóxido de oxígeno. El syngas puede ser luego usado directamente en las turbinas eléctricas o convertido en diesel, metanol u otros combustibles.Este concepto de reducción–reacción no es nuevo, lo que sí es nuevo es la tecnología usada, la misma que se basa en una transición metal dichalcogenide (TMCD) muy compleja para ser descrita en este artículo de divulgación. Lo que es visible, sin embargo, es cómo, cuando la luz llega a la “hoja artificial”, el hidrógeno y el CO2 burbujean desde el cátodo mientras oxígeno libre e iones de hidrógeno son liberados desde el ánodo. Estas hojas pueden ensamblarse en granjas solares o usadas en aplicaciones más pequeñas.Existen también otras tecnologías similares en desarrollo y con el mismo objetivo. Por ejemplo el proceso desarrollado en Harvard para la producción de hidrógeno mediante la fotosíntesis sintética, utilizando bacterias, que es 10 veces más eficiente que el proceso natural.De manera que el efecto combinado de las nuevas tecnologías de las plantas de carbón para la generación eléctrica, con el mecanismo de captura-secuestro masivo de CO2 y su reconversión posterior en combustibles limpios mediante estas granjas solares fotosintéticas, podría estar señalando una variante insospechada de la industria mundial de la energía.