El programa de captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS) existe hace años, pero su complejidad, confiabilidad, costos y el total de casos en que las empresas lo implementaron han dificultado que se adopte a nivel global. Ante pocas presiones exteriores que impulsen una mayor adopción y las dificultades económicas a las que se enfrenta cada planta que necesita invertir en su propia solución de CCUS, esta herramienta simplemente no ha alcanzado el umbral de costo-beneficio.
Esa tendencia está cambiando debido a que los compromisos corporativos a cumplir firmes objetivos de cero neto y para satisfacer los requisitos de las iniciativas gubernamentales han hecho que la creatividad se ponga al servicio de cómo crear una estructura de costos viable para una gestión de carbono efectiva. Se ha vuelto cada vez más claro que cumplir objetivos de cero neto implica que se necesiten más plantas de CCUS. Según el Global CCS Institute en su 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 del 2050, se necesitarán más de 2000 para cumplir los objetivos que combaten el cambio climático.
Tener una capacidad viable y extendida para eliminar el CO2 implicaría que fuentes de energía emergentes como el hidrógeno podrían acelerarse. En última instancia, el hidrógeno renovable que se produce a partir de fuentes sin carbono o “verdes”, como la energía solar o eólica, son sumamente atractivas pero, desde el punto de vista de la demanda, las aplicaciones de hidrógeno tendrán que aumentar rápidamente para generar economías de escala. El CCUS hace eso posible con el “hidrógeno descarbonizado”, un avance hacia nuestro combustible del futuro, el hidrógeno. Aunque no hayamos comprendido esta promesa a escala, el 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.
Para hacer que los proyectos de CCUS sean económicamente factibles, muchos señalan los nuevos hubs 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, que puede ser extremadamente costoso, estos centros compartirían una infraestructura y red de ductos para capturar, agregar, transportar y almacenar el carbono de diversas refinerías y petroquímicas, agroquímicas, metalúrgicas locales y otras plantas cercanas entre sí. Este sistema crea un recurso compartido, lo que concede oportunidades comerciales más sólidas y crea economías de escala enormemente perfeccionadas, ya que las empresas dividirán los costos del almacenamiento y reducirán los gastos en su totalidad al transportar CO2 en una red de ductos más grande y compartida.
Tan importante 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, que es necesario para la fijación de precios del carbono y para asegurar la conformidad a los reglamentos. Asimismo, esto posibilita que las plantas de almacenamiento sepan cuánto deben 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 construcción de nuevos hubs para volver económicamente atractiva la captura de carbono requiere tecnologías de automatización avanzadas, soluciones del gemelo digital, software y nuevas herramientas de ingeniería para garantizar que las plantas operen de manera segura, sin fallas y al menor costo 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, han respaldado algunos de los proyectos de CCUS más grandes del mundo, desde la evaluación de la planta y el modelado hasta la operación y monitorización.
Optimizar el proceso de captura de carbono es el primer paso; los sistemas de información para la gestión energética (EMIS) de Emerson ayudan a mejorar la visibilidad del proceso y proporciona datos para una toma de decisiones más acertada. 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 en los controles del proceso y las mediciones confiables, el CO2 puede ser constantemente monitorizado 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 de válvula digital optimizada garantizan que se mantenga un caudal estable al compresor y, de este modo, evitar daños y prolongar la vida de aquel.
Los proyectos de almacenamiento subterráneo de carbono dependen de un análisis confiable y preciso de las formaciones geológicas de la subsuperficie. El software E&P (exploración y producción), de la empresa de software AspenTech de Emerson, conjuntamente con las soluciones del gemelo digital, proporciona un modelado dinámico simulado de entornos físicos, lo que permite el mapeo y la medición crítica 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. La metodología de Project Certainty de Emerson combina estrategias modernas de gestión del proyecto, prácticas de ingeniería innovadoras y tecnologías digitales para eliminar costos, reducir la complejidad y adaptarse a los cambios.
En la actualidad, las medidas para impulsar una adopción del programa CCUS más amplia ya están teniendo un impacto ecológico, pero su potencial para producir 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 al servicio de CCUS pueden comprar hidrógeno para sus procesos de producción y todo el CO2 que resulte de la producción de hidrógeno descarbonizado puede ser inmediatamente secuestrado dentro del hub.
Este modelo bidireccional tiene el potencial de crear un sistema de lazo cerrado (o “economía circular”) para el carbono e 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 el CCUS; en la batalla contra el cambio climático, los hubs para la captura de carbono tienen el potencial de revertir el panorama.
