*Respuesta a cargo de la Dra. Marta H. de Pahissa
Investigadora Consulta
Comisión Nacional de Energía Atómica
El calentamiento global y su potencial impacto han sido intensamente analizados a nivel gubernamental, académico e industrial y extensivamente cubierto por diversas publicaciones científicas y técnicas. El volumen absoluto de CO2 emitido a la atmósfera principalmente como consecuencia de la quema de los combustibles fósiles, lo convierte en el mayor contribuyente, comparado con otros gases de efecto invernadero (GEI).
Las diversas ediciones de la Conferencia de las Partes (COP) han planteado el objetivo de mantener el aumento de la temperatura global por debajo de 2 grados Celsius (0C) respecto a los niveles preindustriales. El centro del debate es la producción y el uso de la energía, que conforman los dos tercios de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero (GEI), lo cual representa que los compromisos contraídos en la COP, deberán reducir significativamente dichas emisiones, impulsar la seguridad energética, proporcionar la energía necesaria a todos los habitantes del planeta y mantener el crecimiento de la economía mundial.
Para cumplir con estas premisas se deben considerar varios objetivos. Entre ellos
- Aumentar la eficiencia energética en los sectores de la industria, los edificios y el transporte.
- Reducir progresivamente el uso de las plantas a carbón y prohibir la construcción de nuevas instalaciones de este tipo.
- Aumentar la instalación de centrales nucleares, particularmente de diseño modular, lo cual redunda en menores costos y asimismo se acortan los tiempos de construcción. Además extender la vida útil de los reactores en operación.
- Las tecnologías renovables, que son también ambientalmente libres de GEI, tienen que acompañar a la energía nuclear, particularmente la eólica, la solar y la hidráulica. Debe tenerse en cuenta que dichas energías son intermitentes para lo cual se requiere almacenar los excedentes de pico o contar con un “back up”, pues de lo contrario provocarían perturbaciones al estar conectadas a la grilla. Actualmente las tecnologías de almacenamiento están bajo estudio.
- Reducir las emisiones de metano de la extracción de petróleo y gas.
El empleo de la energía nuclear ha evitado la liberación de 56 Gt de CO2 desde 1971, equivalente a casi dos años de emisiones globales a las tasas vigentes.
En muchos países, la energía nuclear es una parte importante de la matriz energética, con una participación en diversos casos mayor del 30%. En el año 2013, la capacidad instalada en el mundo de 392 GW, participaba con el 11% de la producción eléctrica global. Se espera que la generación nucleoeléctrica aumente en más del 60% para el 2030, dado que es, sin lugar a dudas, una energía de base, limpia, sin emisión de GEI, altamente segura (comparando riesgos), económicamente competitiva (comparando costos del MW generado), totalmente disponible con un muy alto factor de carga (superior al 90%) y completamente sustentable.
Ahora bien, dado que no podemos prescindir en forma absoluta de los combustibles fósiles, durante la concreción de estos objetivos es necesario que las tecnologías de “Descarbonización” y la determinación política de permanecer por debajo de los 20C de incremento de la temperatura global, sean ejecutadas sin incertidumbres y con la confianza necesaria de que todo el mundo está actuando en sintonía.
Se pone de relieve entonces, la necesidad urgente de acelerar el desarrollo de tecnologías emergentes esenciales, para transformar el sistema energético mundial actual, en otro que sea coherente con los objetivos climáticos del Planeta y de la humanidad que lo habita.
DESCARBONIZACION
Dependiendo del sistema de la central eléctrica, hay tres métodos para captar el CO2 generado por un combustible fósil primario (carbón, gas natural o petróleo) por la biomasa o por una mezcla de estos combustibles: (a) sistemas de captación posterior a la combustión del combustible primario en el aire, separando el CO2 de los gases de combustión cuyo componente principal es nitrógeno del aire, utilizando un solvente líquido para captar el CO2 (3 al 15% en volumen). En una central eléctrica de carbón pulverizado o de ciclo combinado de gas natural se utilizaría un solvente orgánico como la monoetanolamina; (b) lossistemas decaptación previa a la combustión procesan el combustible primario en un reactor con vapor y aire u oxígeno para producir el CO e hidrógeno (gas de síntesis). En un segundo reactor, la reacción de CO con el vapor se produce hidrógeno adicional el cual genera energía eléctrica y/o calor y el CO2 generado se separa para ser almacenado. Si bien en la captación previa las reacciones de separación de CO2 son más favorables, las fases iniciales son más complejas y onerosas. Se utilizaría en centrales eléctricas que usan tecnología de ciclo combinado de gasificación integrada; (c) los sistemas de combustión de oxígeno-gas, utilizan oxígeno en lugar de aire (grado de pureza del 95 al 99%) para la combustión del combustible para producir vapor de agua y CO2, dando origen a un gas de combustión con altas concentraciones de CO2(más del 80% en volumen). El vapor de agua se separa por enfriamiento. Estos sistemas están en fase de investigación.
Los actuales sistemas de captación posterior y previa a la combustión para las centrales eléctricas podrían captar entre el 85 y 95% del CO2 que se produce. La captación y la compresión necesitan entre el 10 y 40% más de energía que la planta sin captación, dependiendo del tipo de sistema.
Para la selección del sistema de captación, previo o posterior a la combustión ocombustión de oxígeno-gas, se requiere conocer la concentración de CO2 en el flujo de gas, la presión del mismo y el tipo de combustible sólido o gaseoso.
El CO2 captado se comprime a alta densidadpara su transporte hasta el lugar apropiado de disposición final. El almacenamiento o la disposición final comprenden la inyección en formaciones geológicas profundas o en fondos oceánicos profundos o en la fijación química en carbonatos inorgánicos.
Respecto al transporte de grandes cantidades de CO2 se emplean gasoductos para distancias de hasta 1000 km. Para cantidades menores de algunos millones de toneladas de CO2 al año o para distancias más largas, es más adecuado el empleo de buques y más económico. Por ej., en EEUU el transporte de CO2 por gasoductos a escala comercial, emplean más de 2500 km de gasoductos transportando más de 40 Mt de CO2 al año. En los gasoductos, impulsan el flujo en la parte inicial, o empleando estaciones de compresión intermedias. Para evitar la corrosión y el uso de materiales resistentes a la corrosión, se extrae la humedad del flujo de CO2.
En cuanto al transporte marítimo de CO2 es económicamente viable para determinadas aplicaciones comerciales. También puede ser transportado el CO2 en vagones o camiones cisternas, pero solo es atractivo en pequeña escala.
A modo de conclusión es importante destacar que nuestro Planeta se está recalentando a un ritmo rápido por la acción antropogénica relacionada con el aumento del CO2 y otros gases de efecto invernadero en la atmósfera. Sus efectos demandan ejecutar acciones inmediatas, puesto que las consecuencias pronosticadas nos colocan al borde de una catástrofe climatológica global. Las proyecciones indican que las emisiones directas de CO2, del sector del suministro de energía casi se duplicarán o triplicarán para el 2050 en comparación con el nivel de 14,4 GtCO2/año del año 2010.
Debe tenerse en cuenta que si no se adoptan medidas específicas para mitigar el cambio climático provocado por las crecientes emisiones de CO2, la vida en el Planeta y nuestros descendientes irremediablemente desaparecerán. La situación hoy necesita una combinación de medidas de mitigación imprescindible e ineludible para lograr la estabilización climática y se establezcan internacionalmente normas y límites inviolables y tecnologías responsables.
La descarbonización en la generación de electricidad es un componente clave de las estrategias de mitigación costo-efectivas para lograr niveles de estabilización con bajas emisiones de carbono.
En la mayoría de los escenarios de estabilización, la proporción del suministro de electricidad con bajas emisiones de carbono (que comprenden energía nuclear, energías renovables y CAC) deben aumentar desde la proporción actual de aproximadamente el 30% a más del 80% en el 2050 y la generación de energía procedente de combustibles fósiles sin CAC se va eliminando de forma gradual hasta valores imprescindibles en el 2100.
Estudios importantes llevados a cabo (entre ellos, los de la “International Panel on Climate Change”-IPCC- cuyo Presidente es RajendraK.Pachauri; Premio Nobel 2007) y el “World Energy Outlook” publicado por la IEA reconocen el rol preponderante e indiscutible de la energía nuclear en la mitigación del efecto invernadero y en la seguridad del suministro energético.
Debemos entonces considerar todas las energías de bajo-carbón, particularmente la Energía Nuclear como energía de base y acompañada por las energías renovables tales como la hidráulica, la eólica y la solar. Dado que estas dos últimas son intermitentes, se están desarrollando los llamados sistemas integrados o sistemas híbridos y acoplando estas energías, los “small modular reactors” (SMR) del tipo Carem, para cubrir las intermitencias y finalmente obligar la captura de carbono para aquellos casos en que sea imprescindible el uso de los combustibles fósiles.
Debemos involucrarnos más a nivel global. Los esfuerzos que debemos hacer y las políticas de los países del mundo deben contribuir a la adopción de un acuerdo global sobre el clima para no caer en la catástrofe casi inevitable pronosticable.
**Pregunta enviada por Federico Berasategui, estudiante de la carrera de Ingeniería de la Universidad Tecnológica Nacional (UTN) de Argentina.
