Descarbonización de las operaciones petroleras

A medida que la transformación energética de un sistema basado en combustibles fósiles hacia uno más sostenible y descarbonizado gana impulso, temáticas como la reducción de las emisiones de carbono, la implementación de energías renovables, la eficiencia de procesos y la creación de nuevos mercados para darle uso al mismo carbono y otros subproductos, son factores clave para el desarrollo de las economías mundiales.

Este, sin duda, es uno de los desafíos más grandes que actualmente enfrenta la humanidad, pues el mundo se encuentra enfocado en mitigar y contrarrestar los efectos ocasionados por el desarrollo de la sociedad, que se vienen presentando no solo durante los últimos años, sino desde hace ya varias décadas atrás. Por esta razón, muchas empresas aspiran a convertirse en carbono neutral para 2050.

Que una empresa sea carbono neutro, implica que tiene la capacidad de retirar de la atmósfera la misma cantidad de CO2 que se ha emitido. Para ello, se implementan y desarrollan proyectos/acciones encaminados a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, neutralizar las emisiones de CO2 y compensar las emisiones residuales, siendo esta última la que permite llegar a resultados de cero emisiones (1).

En Colombia, aquellas empresas que cuentan con la certificación de carbono neutro adquieren beneficios como la exclusión del impuesto del carbono, la mitigación de los efectos de cambio climático, un descuento en el valor del impuesto de renta y el cumplimento de los objetivos de responsabilidad social ambiental (2).

Según un estudio de Accenture realizado en el 2020, más de 800 empresas habían puesto en marcha ambiciosos programas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, en particular de dióxido de carbono (CO2), a la atmósfera (3).

En este mismo estudio se especifica que, de las emisiones globales de CO2 relacionadas con el petróleo y el gas, el 20% de las emisiones se producen en sus operaciones (extracción, procesamiento, transporte y refinamiento de la industria), mientras que el 80% se producen fuera del alcance de las empresas cuando los hidrocarburos se convierten en productos de consumo.

Deloitte, una de las llamadas Cuatro Grandes Auditoras, también realizó un informe en 2020 acerca del reto de descarbonización a 2030, en el que examina las oportunidades y los desafíos únicos que la descarbonización trae para cuatro sectores: Petróleo y gas; Productos químicos; Energía, servicios públicos y energías renovables; y Minería y metales.

Allí expuso una lista de estrategias de mitigación que pueden aplicarse en pro de reducir la intensidad de carbono durante la cadena de valor (4), las cuales impactan directamente las emisiones que se producen durante las operaciones y que están bajo el control de las empresas del sector de hidrocarburos, estas son:

• Electrificación de operaciones e incorporación de energías renovables para satisfacer las necesidades energéticas.
• Mejora de la eficiencia energética y reducción de la intensidad energética.
• Adopción de combustibles de baja o nula emisión como hidrógeno, E-fuels / combustibles sintéticos, biocombustibles y amoníaco.
• Mejora de la logística para reducir el consumo de combustible.
• Establecer estándares comunes y prácticas líderes para mejorar la eficiencia energética y reducir las emisiones.
• Reducir el quemado rutinario.
• Emplear la captura de metano.
• Optimizar la gestión de la producción y del yacimiento mediante el uso de herramientas digitales como sensores de IoT (Internet of Things), gemelos digitales y realidad virtual para modelar escenarios, monitorear operaciones, rastrear tanto emisiones como uso de energía, y mantener proactivamente los equipos.
• Elaborar productos de menor emisión: pasar de un hidrocarburo a otro (por ejemplo, del carbón al gas natural) o crear otro producto (como biocombustibles o gas de síntesis).
• Incrementar la reutilización o emplear fabricación aditiva para reducir el desperdicio y aumentar la flexibilidad de la cadena de suministro.

Según McKinsey (5), las iniciativas específicas de descarbonización que elija cada empresa en particular para reducir sus emisiones dependerán de factores como su geografía, mezcla de activos (costa afuera/tierra adentro, petróleo/gas, operaciones aguas arriba/abajo), así como las políticas y prácticas locales (regulaciones, precios del carbono, disponibilidad de energías renovables, etc.).

La firma también determinó que el 57% de las emisiones en las operaciones de la industria se deben a fugas de metano (47% en operaciones aguas arriba y 10% en operaciones aguas abajo), por lo que es primordial mejorar los procesos de prevención, detección y reparación de fugas.

Puntualmente en Colombia, contamos con una matriz energética en la cual la mayor parte de la generación eléctrica se ha realizado a través de recursos hídricos (aproximadamente el 70%) lo que ha permitido que el impacto en el medio ambiente sea bajo. Sin embargo, aún contamos con alrededor de 2.000 MW que se producen con carbón (28% de participación que genera el 42% de emisiones de CO₂), siendo con esto, el tercer país en Sur América en el que más se consume este combustible (6).

Por ello, es necesario que mejoren los procesos productivos a través de nuevas tecnologías en pro de aumentar la eficiencia energética principalmente en industrias como la petrolera, cementera, alimenticia y agrícola; esta última junto con el sector de silvicultura y otros usos de la tierra, generan el 50% de emisiones.

Ecopetrol, como la estatal petrolera del país, no se ha quedado atrás en esta tarea, pues ha desarrollado proyectos de energías renovables que buscan generar 400 megavatios (MW) al 2023 en autogeneración, diversificando su matriz energética con la incorporación de energías renovables, y estima contar con ocho parques solares en funcionamiento antes de finalizar el 2021 para abastecer parte de la energía de sus operaciones en los departamentos de Meta, Bolívar, Antioquia y Huila (7).

Así mismo, se adhirió a la iniciativa del Banco Mundial denominada “Zero Routine Flaring by 2030”, que busca eliminar la quema rutinaria de gas en los campos hidrocarburíferos al 2030. También ha aumentado la producción de gas y las investigaciones de hidrógeno verde como nueva fuente de energía (8).

Esta nueva línea de investigación que quiere desarrollar la petrolera estatal colombiana, se debe al potencial que tiene el hidrógeno como transportador de energía, ya que su combustión no resulta contaminante (genera solamente vapor de agua) y puede producirse a partir de diferentes y abundantes precursores, tales como gas natural, carbón, agua y energías renovables (9).

En los últimos años se ha utilizado una paleta de colores para referirse a la fuente de producción de hidrógeno (10), estos son:

• Negro y marrón: se refieren a la producción de hidrógeno a partir de carbón y lignito, mediante gasificación.
• Gris: se refiere a la producción de hidrógeno a partir de gas natural, principalmente por reformado de metano con vapor o por oxidación parcial.
• Azul: se refiere a la producción de hidrógeno a partir de combustibles fósiles con captura de CO₂ (CCS - Carbon, Capture and Storage), lo que permite reducir hasta un 90% las emisiones.
• Verde: se aplica a la producción de hidrógeno utilizando electricidad renovable para alimentar la electrólisis del agua. Produce emisiones de carbono insignificantes.

Según Martin Tengler, analista principal sobre hidrógeno de Bloomberg New Energy Finance, el crecimiento continuo en el sector dependerá del apoyo de los gobiernos, sin embargo, ya hay al menos 12 países que buscan desarrollar estrategias de hidrógeno este año (11). Ahora bien, la tecnología que cada uno implemente dependerá principalmente de la economía local, la capacidad de almacenamiento disponible para CCS (necesaria para la generación de hidrógeno azul), y la disponibilidad de electricidad renovable (necesaria para la generación de hidrógeno verde), así como los costos asociados a cada una de estas.

Por su parte, la Oil and Gas Authority's (OGA), considera que el hidrógeno azul tiene el potencial de descarbonizar alrededor del 30% del suministro de gas natural del Reino Unido para 2050, lo que podría respaldar aproximadamente la mitad de las expansiones de CCS en el mismo período de tiempo. Mientras que el hidrógeno verde puede respaldar y permitir la expansión significativa de las energías renovables en alta mar en la década de 2030 y más allá, proporcionando una solución eficiente de almacenamiento y transporte de energía (12).

Es así como la industria del petróleo y el gas juega un papel muy importante, a tal punto que las compañías de esta industria tienen la oportunidad de liderar la transición energética. Para ello se requiere el desarrollo de acciones en conjunto que busquen minimizar las emisiones y maximizar la eficiencia de las operaciones actuales, a la vez que se acogen y escalan nuevas fuentes de energía, procesos y tecnologías, que sean adoptadas no solo por los proveedores de hidrocarburos, sino también por sus clientes, para lo cual se deben realizar procesos de innovación y colaboración entre empresas.

Es así como las compañías de petróleo y gas cuentan con tres posibles papeles que pueden desempeñar durante la transición según las acciones que desarrollen, el modelo operativo que quieran implementar y la propuesta de valor que busquen ofrecer a sus clientes y la sociedad en general.

El primero se centra en la descarbonización, buscando sostener bajos niveles de emisiones de carbono (o de cero neto), el segundo implica añadir procesos de energía limpia a sus activos de petróleo y gas existentes a lo largo del tiempo manteniendo como actividad principal la extracción de hidrocarburos, mientras que el tercero estará conformado por aquellas compañías que disminuirán su papel en el petróleo y el gas, y se centrarán en liderar una o más áreas de energías limpias.

Fuentes

1. https://www.asuntoslegales.com.co/analisis/hemberth-suarez-lozano-2596363/carbono-neutro-y-el-impuesto-al-carbono-3154809
2. https://masbosques.org/como-obtener-un-certificado-de-carbono-neutro/
3. https://www.accenture.com/cl-es/insights/energy/decarbonizing-energy-overview
4. https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/co/Documents/energy-resources/El-reto-de-descarbonizacion-2030-Petroleo-Gas.pdf
5. http://miningpress.com/330946/descarbonizacion-las-opciones-segun-mckinsey
6. https://www.valoraanalitik.com/2021/02/01/el-reto-de-la-descarbonizacion-en-colombia/#_ednref4
7. https://www.ecopetrol.com.co/wps/wcm/connect/0fb05ad2-0aa5-4182-a4e2-53a8192db2ff/Grupo+Ecopetrol+contar%C3%A1+con+8+parques+solares+en+2021.pdf?MOD=AJPERES&attachment=false&id=1611343916591
8. https://www.portafolio.co/economia/asi-desarrolla-ecopetrol-su-tarea-de-descarbonizacion-549582
9. http://www.fgcsic.es/lychnos/es_es/articulos/hidrogeno_metodologias_de_produccion
10. https://s3-eu-west-1.amazonaws.com/staticsfiles/pictures%2F1617007877714-W3V20B+-+Producci%C3%B3n+de+hidr%C3%B3geno+-+hacia+la+descarbonizaci%C3%B3n_parte+1.pdf
11. https://www.bloomberg.com/news/articles/2021-04-10/aggressive-u-s-climate-plan-puts-pressure-on-china-india 
12. https://www.ogauthority.co.uk/news-publications/publications/2020/ukcs-energy-integration-final-report/

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