Fabricar metano a partir de CO2: La captura de carbono se hace más asequible
"Este estudio ofrece una vía rentable para hacer algo valioso a partir de los residuos de CO2"
En su esfuerzo por hacer más asequible la captura de carbono, los investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía han desarrollado un método para convertir el dióxido de carbono (CO2) capturado en metano, el principal componente del gas natural.
Tan importante como comprender la mejor manera de capturar el CO2 es entender cómo utilizarlo. Un nuevo estudio detalla cómo el CO2 puede convertirse en metano, el principal componente del gas natural sintético. Aquí, Jotheeswari Kothandaraman, químico del PNNL y autor del nuevo estudio, sostiene una muestra de metanol, que tiene un número de aplicaciones aún mayor que el metano.
Photo by Andrea Starr | Pacific Northwest National Laboratory
Al agilizar un proceso de larga duración en el queel CO2 se convierte en metano, el nuevo método de los investigadores reduce los materiales necesarios para llevar a cabo la reacción, la energía necesaria para alimentarla y, en última instancia, el precio de venta del gas.
El proceso es posible gracias a un agente químico clave conocido como EEMPA. El EEMPA es un disolvente desarrollado por el PNNL que capta elCO2 de los gases de combustión de las centrales eléctricas, aglutinando el gas de efecto invernadero para convertirlo en productos químicos útiles.
A principios de este año, los investigadores del PNNL revelaron que el uso de EEMPA en las centrales eléctricas podría reducir el precio de la captura de carbono a un 19% menos que los costes estándar de la industria, el precio más bajo documentado de la captura de carbono. Ahora, en un estudio publicado el viernes 21 de agosto en la revista ChemSusChem, el equipo revela un nuevo incentivo -el gas natural más barato- para reducir aún más los costes.
En comparación con el método convencional de conversión de metano, el nuevo proceso requiere una inversión inicial que cuesta un 32 por ciento menos. Los costes de explotación y mantenimiento son un 35% más baratos, con lo que el precio de venta del gas natural sintético se reduce en un 12%.
El papel del metano en la captura de carbono
Hace tiempo que se conocen diferentes métodos para convertirel CO2 en metano. Sin embargo, la mayoría de los procesos dependen de altas temperaturas y suelen ser demasiado caros para su uso comercial generalizado.
Además de la producción geológica, el metano puede producirse a partir de fuentes deCO2 renovables o recicladas, y puede utilizarse como combustible en sí mismo o como portador de energía H2. Aunque es un gas de efecto invernadero y requiere una cuidadosa gestión de la cadena de suministro, el metano tiene muchas aplicaciones, que van desde el uso doméstico hasta los procesos industriales, dijo el autor principal y químico del PNNL Jotheeswari Kothandaraman.
En la actualidad, una gran parte del gas natural que se utiliza en EE.UU. tiene que ser bombeado del suelo", dijo Kothandaraman, "y se espera que la demanda aumente con el tiempo, incluso bajo las vías de mitigación del cambio climático". El metano producido por este proceso -que utilizaCO2 residual e hidrógeno de origen renovable- podría ofrecer una alternativa a las empresas de servicios públicos y a los consumidores que buscan un gas natural con un componente renovable y una menor huella de carbono."
Cálculo de costes y captura de carbono
Para estudiar el uso de la EEMPA en la conversión deCO2 en metano, Kothandaraman y sus compañeros estudiaron los fundamentos moleculares de la reacción y luego evaluaron el coste de ejecutar el proceso a escala en una central eléctrica de 550 megavatios.
Por lo general, los operadores de las centrales pueden capturar elCO2 utilizando disolventes especiales que apagan los gases de combustión antes de que se emitan por las chimeneas de la central. Pero estos disolventes tradicionales tienen un contenido de agua relativamente alto, lo que dificulta la conversión del metano.
El uso de EEMPA, en cambio, reduce la energía necesaria para alimentar dicha reacción. El ahorro se debe, en parte, a la capacidad del EEMPA para hacer queel CO2 se disuelva más fácilmente, lo que significa que se necesita menos presión para llevar a cabo la conversión.
La evaluación de los autores identificó otro ahorro de costes, ya que elCO2 capturado por EEMPA puede convertirse en metano in situ. Tradicionalmente, elCO2 se extrae de los disolventes ricos en agua y se envía fuera del emplazamiento para convertirlo o almacenarlo bajo tierra. Con el nuevo método, elCO2 capturado puede mezclarse con hidrógeno renovable y un catalizador en una sencilla cámara, y luego calentarse a la mitad de la presión utilizada en los métodos convencionales para producir metano.
La reacción es eficaz, según los autores, ya que convierte más del 90% delCO2 capturado en metano, aunque la huella final de gases de efecto invernadero depende del uso que se haga del metano. Y EEMPA captura más del 95 por ciento delCO2 emitido en los gases de combustión. El nuevo proceso también emite un exceso de calor, proporcionando vapor para la generación de energía.
Sacar más partido alCO2
Según Kothandaraman, el proceso químico descrito en el artículo representa una vía entre muchas otras, en la queel CO2 capturado puede utilizarse como materia prima para producir otros productos químicos valiosos.
"Me alegraré cuando pueda hacer que este proceso funcione para el metanol con la misma eficacia que ahora para el metano", dijo. "Ese es mi objetivo a largo plazo". El metanol tiene muchas más aplicaciones que el metano, dijo Kothandaraman, que ha tratado de descubrir las reacciones catalíticas que podrían producir metanol a partir delCO2 durante aproximadamente una década. La creación de plásticos a partir delCO2 capturado es otra vía que el equipo tiene previsto explorar.
"Es importante que no sólo capturemosel CO2, sino que encontremos formas valiosas de utilizarlo", dijo Ron Kent, Director de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas de SoCalGas, "y este estudio ofrece una vía rentable para hacer algo valioso a partir delCO2 residual".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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