Los científicos están intensificando los esfuerzos para convertir los desechos de CO2 de la industria en productos químicos como el metanol en un intento por reducir las emisiones y proporcionar una nueva fuente de materias primas para usar en la producción de combustible, cemento y alimentos.
Anthony King, de la revista Horizon , Horizon: la revista de investigación e innovación de la UE
Es parte de una estrategia para detener el calentamiento global reduciendo la cantidad de CO2 que emitimos al aire y luego reutilizándolo, una técnica conocida como captura y utilización de carbono (CCU).
En una instalación administrada por Carbon Recycling International (CRI) junto a la pintoresca Laguna Azul en el sudoeste de Islandia, el agua, la energía y el dióxido de carbono residual de una estación de energía geotérmica cercana se utilizan para producir metanol, que se puede mezclar con gasolina para impulsar automóviles o convertido en una gama de productos químicos.
«Tomamos CO2 originalmente disuelto en el vapor proveniente del subsuelo y reutilizamos parte de él como materia prima en nuestro proceso «, dijo Ómar Freyr Sigurbjörnsson, ex director de investigación y ahora jefe de ventas y marketing en CRI.
CRI construyó su planta de demostración en 2012 y se convirtió en la primera compañía del mundo en producir y vender metanol hecho a partir de residuos de CO2. Desde 2014, la planta puede fabricar alrededor de 4.000 toneladas de metanol al año, que se vende en otros países europeos.
Esta cantidad es una gota en el océano por ahora, ya que alrededor de 80 millones de toneladas de metanol se producen anualmente. A través de un proyecto llamado Circle Energy , CRI está llevando a cabo un estudio de viabilidad sobre la ampliación de sus operaciones. CRI tiene como objetivo construir docenas de instalaciones en Europa que combinen energía renovable con gas de CO2 residual para producir metanol, comenzando con una instalación mucho más grande en Noruega, donde utilizará la energía hidroeléctrica para producir 100,000 toneladas de metanol cada año. El plan es comenzar a construir pronto y completar las instalaciones para 2021.
Sostenible
El proceso de CRI es mucho más sostenible que la producción regular de metanol. En Europa y los EE. UU., La mayor parte del metanol se produce a partir de gas natural, mientras que en China se usa carbón.
El proceso de CRI se inicia utilizando la energía renovable para electrolizar el agua, que es una forma de descomponer las moléculas de H2O en oxígeno e hidrógeno utilizando electricidad. El hidrógeno reacciona con los desechos de CO2 con la ayuda de químicos especiales llamados catalizadores. Esto produce metanol, que se compone de cuatro átomos de hidrógeno, uno de carbono y uno de oxígeno. El único gas residual es el oxígeno, que se emite al aire o se usa de otras maneras.
En Noruega, CRI utilizará energía renovable y gas CO2 residual de la industria cercana para fabricar metanol más ecológico, que luego se destinará a pinturas, plásticos, solventes, pegamentos, componentes de combustible y más. Esta forma de producir metanol reduce las emisiones de carbono en un 90% en comparación con el uso de combustibles fósiles.
«Podemos vender en el mismo mercado de combustibles en Europa que el metanol de otros combustibles fósiles , pero obtenemos un precio superior», dijo Sigurbjörnsson.
El metanol también se puede almacenar y transportar desde los sitios de producción de energía renovable hasta donde están los consumidores. «Podemos convertir la energía renovable en energía química que se puede almacenar durante mucho tiempo, y se puede mover largas distancias sin perder energía. Tiene estas ventajas sobre la tecnología de baterías», dijo Sigurbjörnsson.
CRI, que ha trabajado en el uso de gases residuales de industrias como la fabricación de acero y hierro, también planea hacer un buen uso de los residuos de CO2 de las centrales eléctricas y las fábricas de cemento.
«Planeamos tener más socios que inviertan conjuntamente con nosotros, como compañías de energía, compañías químicas y diferentes industrias», dijo Sigurbjörnsson. «Nuestro enfoque es desarrollar la tecnología y otorgar licencias y vender los equipos que la acompañan».
Esto puede reducir las emisiones pero no tragará todo el CO2 de la industria.
Informe
El reciente informe histórico del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático advirtió que el mundo necesita limitar el aumento de temperatura a 1.5 ° C. Esto requiere muchas soluciones y múltiples tecnologías.
«Dado que el sector industrial emite el 40% de todo el dióxido de carbono, estamos tratando de capturarlo de la chimenea y hacer algo útil con él», dijo la profesora Patricia Luis Alconero en la UC Louvain en Bélgica, que acaba de comenzar un ambicioso proyecto para convertir Residuos de CO2 en productos químicos útiles.
Su proyecto, CO 2 Life , está inspirado en la naturaleza. «Nuestro proceso analiza la forma en que la naturaleza absorbe el CO2 para sus propios fines. Tratamos de copiar el uso de enzimas de la naturaleza, pero de una manera más eficiente y que utiliza tecnología de membrana», dijo.
La tecnología actual para la captura de carbono utiliza aminas líquidas, químicos costosos y tóxicos con gran afinidad por las moléculas de CO2, pero el costo y la sostenibilidad del proceso son preocupantes. Para generar energía y capturar CO2 en una planta de energía de combustibles fósiles, por ejemplo, se necesita generar un 30% más de energía adicional.
Membranas
Para desarrollar este proceso basado en membranas, el profesor Luis Alconero está utilizando sales de aminoácidos y enzimas que capturarán y convertirán las moléculas de CO2 en químicos útiles. En un segundo paso, también utilizando membranas, los productos químicos se cristalizarán y se recuperarán como materiales puros para uso industrial.
«Este proceso es flexible, ya que dependiendo de las enzimas que usamos, podemos obtener diferentes químicos», dijo. Los ejemplos incluyen sales de carbonato, como carbonato de sodio o calcio, una materia prima para la industria del cemento o glucosa.
Otras posibilidades de alto valor son compuestos puros que podrían ser valiosos para la industria alimentaria. Es el costo de convertir el CO2 en algo útil y el valor de ese material lo que determina si el proceso se hunde o nada.
«El CO2 es un desperdicio, por lo que realmente tiene que ser un proceso barato que conduce a un componente interesante», dijo el profesor Luis Alconero, que apunta a construir un sistema prototipo.
«Nuestro objetivo es encontrar una solución que sea más respetuosa con el medio ambiente que las aminas y también resolver los problemas económicos», dijo.
Proporcionado por: Horizon: la revista de investigación e innovación de la UE
Información de: phys.org
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