La pieza que faltaba para la neutralidad del carbono
A medida que avanzan las iniciativas de neutralidad del carbono, las tecnologías de descarbonización, captura y secuestro de carbono siguen evolucionando en China. Se promueven ampliamente tecnologías para centrales eléctricas de carbón, producción de cemento, ciclos combinados de gas natural, ciclos combinados de gasificación integrada y captura de carbono en energía de biomasa. Sin embargo, sigue existiendo una brecha crítica: Captación directa del aire (DAC).
El DAC es actualmente la única tecnología capaz de hacer frente a tres retos fundamentales:
Relación coste-eficacia
Escalabilidad, con un potencial de expansión prácticamente ilimitado
Eliminación permanente del CO₂ de la atmósfera en cualquier momento.
Visión general del proceso de captura directa de aire
El proceso de CAD puede resumirse en tres pasos:
Admisión de aire y captura de CO₂: Los ventiladores introducen el aire ambiente en los colectores, donde los filtros capturan las partículas de CO₂.
Regeneración: Una vez saturados los filtros, el colector se calienta a ~100°C, liberando el CO₂ capturado mezclado con agua.
Secuestro o utilización: El CO₂ se secuestra permanentemente en el subsuelo mediante mineralización o se convierte en gasóleo sintético, combustibles bajos en carbono, se utiliza en la generación de electricidad o se suministra a invernaderos y a la industria de bebidas.
Clasificación de la tecnología DAC
1. Captación directa de aire líquido
El DAC líquido utiliza absorbentes químicos para capturar el CO₂.
Soluciones alcalinas de hidróxido
El CO₂ reacciona con NaOH o KOH para formar carbonatos solubles, que se regeneran mediante caustificación. El calentamiento del carbonato cálcico por encima de 900 °C libera CO₂ de gran pureza.
Soluciones con aminas
Ampliamente utilizadas para la captura postcombustión, las aminas absorben CO₂ a temperatura ambiente y lo liberan mediante calentamiento (~120°C). Las alquilaminas son adecuadas para capturar CO₂ directamente del aire.
Soluciones salinas de aminoácidos
El CO₂ reacciona con sales de aminoácidos para formar carbonatos cristalinos. El proceso regenera tanto el absorbente como produce CO₂ de gran pureza a temperaturas relativamente bajas (80-120°C), lo que mejora la eficiencia energética y la sostenibilidad.
2. Captación directa de aire sólido
El DAC sólido utiliza adsorbentes como metales alcalinotérreos o materiales avanzados.
Metales alcalinotérreos
El CO₂ reacciona con el CaO para formar CaCO₃, que luego se calcina para liberar CO₂. Este ciclo se repite continuamente, aunque se necesita más energía debido a las bajas concentraciones atmosféricas de CO₂.
Estructuras Metal-Orgánicas (MOF)
Los MOF logran una fuerte adsorción de CO₂ mediante el ajuste de la estructura de los poros o la funcionalización con grupos amina. Por ejemplo, los materiales SIFSIX-3-Cu/Ni/Zn muestran capacidades de adsorción selectivas en función del tipo de metal central.
Adsorbentes sensibles a la humedad
El CO₂ se adsorbe en condiciones secas y se desorbe cuando aumenta la humedad, lo que permite su captura y almacenamiento controlados.
Industrialización de la tecnología DAC
Varias empresas han sido pioneras en la implantación de DAC:
Climeworks (Suiza)
Fundada en 2009, Climeworks gestiona la planta Orca DAC en Islandia, que captura 4.000 toneladas de CO₂ al año. Proyectos futuros como Mammoth aspiran a alcanzar las 36.000 t/año, suministrando CO₂ a invernaderos e industrias de bebidas.
Carbon Engineering (Canadá)
CE desarrolló DAC a escala industrial para la producción de combustible líquido. Su proyecto en curso de un millón de toneladas, en colaboración con 1PointFive, capturará hasta 500.000 toneladas de CO₂/año, con potencial de ampliación a un millón de toneladas anuales.
Termostato global (EE.UU.)
Fundada en 2010, Global Thermostat colabora con ExxonMobil para hacer avanzar la tecnología DAC, con plantas piloto en Chile y Estados Unidos diseñadas para la captura de 2.000 t de CO₂/año.
Desarrollo del CAD en China
China cuenta con casi 100 proyectos de demostración de DAC, que capturan más de 4 millones de toneladas de CO₂ al año. Sin embargo, el DAC sigue en fase piloto:
Corporación Estatal de Inversión en Energía (SPIC) pretende completar la primera demostración industrial del DAC para 2024.
Universidad de Zhejiang desarrolló un prototipo de DAC de 30 kg/día que utiliza la regeneración por humectación para el suministro de CO₂ en invernaderos.
DAC tiene potencial de ampliación ilimitado, El coste marginal disminuye a medida que aumenta la capacidad, lo que pone de relieve su importancia estratégica para la neutralidad del carbono.
Política global y apoyo a la inversión
Estados Unidos
$1,2B de subvención para proyectos DAC en Texas y Luisiana, eliminando más de 2 millones de toneladas de CO₂ anuales.
Los planes federales incluyen cuatro centros DAC con una ayuda de $3,5B en virtud de la Ley Bipartita de Infraestructuras.
China
El Informe Nacional de Evaluación del Cambio Climático (2022) fomenta el DAC como parte de las tecnologías CCUS.
Las políticas de la NDRC y la NEA apoyan el desarrollo de tecnologías con bajas emisiones de carbono para alcanzar los objetivos nacionales de neutralidad de carbono.
Compromiso del sector
Empresas de todo el mundo, como Alphabet, Microsoft, H&M y JPMorgan Chase, se han comprometido a invertir casi $1B en soluciones permanentes de eliminación de carbono, lo que demuestra el gran interés del mercado por las tecnologías DAC.
Retos y oportunidades
Aunque el DAC es esencial para la neutralidad del carbono, su coste sigue siendo un obstáculo clave. Entre las aplicaciones potenciales se incluyen:
Mitigación del carbono en la industria petrolera
Producción de combustibles sintéticos, metanol, plásticos y hormigón
Enriquecimiento de invernaderos agrícolas
El CAD sigue siendo un campo emergente en China, y DODGEN impulsa activamente la investigación sobre DAC, invitando a los socios a contribuir al rápido desarrollo de esta tecnología crítica.
