Nueva tecnología limpia de Islandia que promete mejorar el ambiente

Escribí esta columna en Islandia, donde recientemente viajé en vacaciones de trabajo. Mientras estaba en Islandia, me reuní con un productor de energía innovador cuya tecnología podría ayudar a mitigar las emisiones de dióxido de carbono.

Islandia es única entre los países en que obtiene casi toda su electricidad de energía renovable. Los ríos glaciares de Islandia aportan alrededor del 70 por ciento de su electricidad a través de la energía hidroeléctrica, y los aproximadamente 200 volcanes del país permiten que la geotermia componga la mayor parte del resto.

La tragedia de los comunes

Pero, como aprendí en mi visita, Islandia no siempre fue un modelo de sostenibilidad. Cuando llegaron los primeros colonos, rápidamente comenzaron a deforestar el país. Cazaron al gran auk a la extinción. Así que ahora Islandia prácticamente no tiene árboles y, por supuesto, no hay más grandes alcas.

Por supuesto, esta situación es demasiado común. A lo largo de la historia, los individuos que actúan por su propio interés han agotado colectivamente los recursos y los entornos arruinados. Este concepto se conoce como la tragedia de los bienes comunes y se repite repetidamente.

Hoy en día, los humanos están agotando los recursos de combustibles fósiles y, a su vez, bombeando dióxido de carbono a la atmósfera. Cada uno de nosotros solo contribuye un poco, pero juntos contribuimos mucho.

Eso era lo que tenía en mente en Islandia, porque mientras estaba allí se publicó el último informe del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC). Es una evaluación sobria de hacia dónde se dirigen las cosas.

En pocas palabras, el informe dice que "Limitar el calentamiento global a 1.5 ° C requeriría cambios rápidos, de gran alcance y sin precedentes en todos los aspectos de la sociedad". La probabilidad de que eso ocurra, de nuevo, debido a la tragedia de los bienes comunes, es cerca de cero.

Una cosa que ayudaría es si tuviéramos más tecnologías que realmente puedan impedir que el dióxido de carbono sea emitido a la atmósfera, o tecnologías que puedan eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera.

Mi historia reciente, Fuel From Thin Air, destaca los esfuerzos para hacer esto último. Estos esfuerzos se encuentran principalmente en una etapa experimental.

Reciclaje de dióxido de carbono

Pero algunas compañías están usando dióxido de carbono que de otra manera se emitiría a la atmósfera. Ese es el caso de la empresa con la que me reuní en Islandia. Carbon Recycling International (CRI) utiliza las emisiones de electricidad y dióxido de carbono de las plantas geotérmicas del país para producir metanol, que producen y venden al mercado europeo de combustibles. Su producto está registrado como Vulcanol.

Me reuní con Benedikt Stefánsson y Ómar Sigurbjörnsson de CRI para aprender más sobre la tecnología de la compañía. Así es como funciona.

El vapor geotérmico se usa para producir electricidad, y al hacerlo, el vapor de agua se condensa en agua líquida. El vapor contiene aproximadamente un 2 por ciento de dióxido de carbono, pero después de que se haya eliminado el agua, los gases restantes son aproximadamente un 90 por ciento de dióxido de carbono. Ese dióxido de carbono podría ser expulsado a la atmósfera.

Para que quede claro, la huella de carbono de la energía geotérmica es extremadamente baja, pero sería incluso menor si se pudiera evitar esa salida de dióxido de carbono.

El dióxido de carbono se puede convertir en una amplia variedad de productos, pero eso requiere dos cosas. Uno es la energía. El dióxido de carbono es una molécula estable de baja energía, y los enlaces carbono-oxígeno requieren energía para romperse.

Pero también se necesita hidrógeno. La mayor parte del hidrógeno del mundo se produce a partir de gas natural, pero se puede producir al pasar la electricidad a través del agua. Este proceso se llama electrólisis y descompone el agua en sus elementos constituyentes: hidrógeno y oxígeno.

Las leyes de la termodinámica requieren necesariamente que se ingrese más energía en el proceso que la obtenida en forma de hidrógeno, pero existen circunstancias que permiten que esto funcione económicamente.

Algunos pueden notar que si el metanol ingresa al mercado de combustibles, el dióxido de carbono aún se producirá. Eso es cierto, pero debido a que el dióxido de carbono se recicla antes de ser ventilado, se reducirían las emisiones netas de quemar el combustible.

Sin embargo, si el metanol se utiliza en cambio en la industria de los plásticos, el dióxido de carbono podría ser secuestrado por un período mucho más largo.

Las economias

La clave del proceso es poder barato. Me dijeron que aproximadamente el 70 por ciento del costo de producción en una planta comercial estaría determinado por el costo de la energía. Podemos hacer un poco de matemáticas para determinar cuál debería ser el precio de la energía para que este proceso funcione.

Un megavatio-hora (MWh) equivale a 3,4 millones de unidades térmicas británicas (Btu). La eficiencia del proceso de electricidad a combustible es de alrededor del 50 por ciento. Un galón de metanol contiene 56,800 Btu, por lo que 1 MWh es igual a unos 30 galones de metanol.

Según Methanex, el mayor productor mundial de metanol e inversionista en CRI, el precio actual del metanol es de aproximadamente $ 1.50 / galón. Por lo tanto, 1 MWh podría producir alrededor de $ 45 en metanol. Si la energía es el 70 por ciento del costo total, entonces el costo de equilibrio para la energía tendría que ser inferior al 70 por ciento de los $ 45, o $ 31.50 / MWh (en ausencia de incentivos).

El costo nivelado de la energía (LCOE) para la geotermia es de aproximadamente $ 50 / MWh, según la Administración de Información de Energía. Se proyecta que la energía solar fotovoltaica (PV) se acerque a ese nivel en unos pocos años, y se proyecta que los costos de la energía eólica caerán a $ 23 / MWh en algunos lugares para el año 2025.

Sin embargo, incluso hoy en día hay ocasiones en que países como Alemania y estados como California producen tanto exceso de energía que el precio cae por debajo de cero. En tales casos, ese exceso de energía podría ser descargado en la producción y almacenamiento de hidrógeno, el principal consumidor de energía en una planta de este tipo.

Además, esto no da ningún valor a las externalidades (emisiones de gases de efecto invernadero). Si asignamos un valor a las menores emisiones netas de este combustible, por lo que brindamos un tratamiento preferencial en los EE. UU. A los biocombustibles, la economía mejorará. Si, por ejemplo, el metanol recibiera un tratamiento similar al etanol celulósico por su reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, duplicaría con creces el valor del metanol producido por cada MWh de potencia.

Una planta en operación

Una nota importante aquí sobre este proceso es que no es solo teórico, y no existe simplemente a escala de laboratorio. CRI tiene una planta de demostración operativa con una capacidad de aproximadamente 4,000 toneladas métricas de metanol por año. Está ubicado junto a la central eléctrica de Svartsengi, que produce 150 MW de energía térmica para la calefacción del distrito y hasta 75 MW para la energía eléctrica. Visité tanto la planta de metanol CRI como la central eléctrica de Svartsengi durante mi viaje. La planta de energía proporciona tanto electricidad como una fuente de dióxido de carbono para la planta de metanol de CRI.

El proceso de CRI podría funcionar en cualquier ubicación con energía barata y una fuente de dióxido de carbono. Si hay incentivos disponibles para producir combustible renovable (como es el caso en muchos países), el proceso sería viable en incluso más ubicaciones.

Este es exactamente el tipo de tecnología que el mundo necesita para ayudar a combatir la creciente ola de emisiones de dióxido de carbono.

Por: Robert Rapier

Encuéntralo en: oilprice.com

Enlace: https://oilprice.com/Alternative-Energy/Geothermal-Energy/New-Tech-From-Iceland-Can-Turn-Carbon-Dioxide-Into-Fuel.html

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