Un metabolisme perillós: remeis de futur contra l’augment del CO2?

Professor emèrit d’Ecologia de la UAB
14/03/2017 - 12:48

Les atmosferes de Venus i Mart tenen un 95% de CO2. A l’atmosfera de la Terra, l’activitat de la vida ha retirat aquest gas, i n’hi ha només el 0,04%: El carboni és la base de la construcció dels éssers vius, que també l’acumulen en materials com la fusta o les closques. Al llarg del temps, les restes de matèria orgànica, amb el seu carboni, han format enormes dipòsits de carbó, petroli i gas natural i les closques d’animals marins han format immensos sediments de roques carbonatades. Tot i que la respiració de plantes i animals i la descomposició de restes orgàniques alliberen CO2 a l’aire, el resultat de la història de la vida és una atmosfera amb molt poc CO2.

Però en cremar combustibles fòssils, els humans estan desfent el procés i retornant carboni a l’atmosfera, cosa que provoca un augment de l’efecte hivernacle i, per tant, de la temperatura, així com una acidificació dels oceans. Els intents de reduir les emissions han estat poc efectius, ja hi ha massa CO2 a l’atmosfera i és inevitable que segueixi augmentant durant algunes dècades, tot i les propostes de reducció del consum i de substitució dels combustibles fòssils, ja que la població segueix creixent, s’acumula en ciutats (que avui tenen un metabolisme d’alt consum d’energia i altes emissions), i països molt poblats augmenten molt la seva activitat metabòlica.

"La geoenginyeria és una de les esperances per a intentar frenar i reduir els nivells de CO2 de l’atmosfera. Les innovacions tecnològiques han d’ajudar a trobar una solució al problema"

La geoenginyeria proposa dos tipus d’accions directes: a) captar CO2 abans que surti a l’atmosfera i b) capturar CO2 de l’atmosfera. Totes dues coses són factibles. L’any 2000, British Petroleum, Chevron, Suncor i Petrobras s’uniren per estudiar la captura i emmagatzematge industrials del CO2 generat en la producció d’electricitat. El 2005, l’IPCC va publicar l’informe Carbon dioxide capture and storage (CCS) i ara demana fer centrals de gasificació i liqüefacció per produir hidrogen i altres combustibles, que permetin la captura anual del 9-12% de les emissions el 2020 i 21-45% el 2050. La CCS suposa tres passos: captura en els processos de combustió, transport del CO2 comprimit per canonades i injecció en roques poroses subterrànies profundes, aïllades per capes superficials impermeables.

Avui, a EEUU, hi ha 120 instal·lacions de captura. Per desgràcia, la post-captura es fa amb dissolvents amb amines, tòxics, els processos són poc eficients i l’enterrament té un greu perill potencial. Des de 2007, s’estudia la captura natural de CO2 en roques basàltiques de zones geotèrmiques d’Islàndia, i J. Matter (de la Universitat de Southampton) ha dirigit proves per injectar CO2 en un pou amb calci, ferro i magnesi. En 2 anys, el 95% del gas ha passat a carbonats sòlids. Les roques basàltiques són molt abundants, sobretot als fons marins. Però tot és encara complicat, poc efectiu i car a escala global.

L’altra opció, capturar CO2 de l’atmosfera, equivaldria a les emissions negatives de l’IPCC. L’empresa Carbon Engineering, fundada entre altres per Bill Gates i Murray Edwards, treballa a Vancouver per fixar el CO2 en boletes sòlides. Empra nous materials i processos CCS per produir combustible i vol fer una primera central que extregui un milió de tones diàries i vengui combustible ja el 2018. El combustible serà com l’actual, no caldrà canviar cap tecnologia ni infraestructura. No parlem, és clar, d’un perpetuum mobile, la termodinàmica no perdona: si cremar allibera energia, fabricar combustible en costa (pot ser solar), però sí que és possible treure CO2 de l’atmosfera. La qüestió és el preu de venda per fer rendible el negoci.

Omar Yaghi, de l’UC Berkeley i del Kavli Energy Nanosciences Institute, dirigeix una recerca sobre nous materials, consistents en cristalls porosos orgànics covalents que contenen catalitzadors, que poden absorbir CO2 i convertir-lo en CO en presència d’aigua, sense dissolvents orgànics tòxics. Els cristalls després s’emprarien en produir combustible, plàstics i fàrmacs. D’altra banda, Klaus Lackner, del Center for Negative Carbon Emissions de la Universitat d’Arizona, ha fet una membrana sintètica amb una resina d’intercanvi iònic que captura CO2 de l’aire que la travessa, de manera passiva, i en reté del 10 al 50%, eficiència molts cops superior a la dels arbres. La resina absorbeix CO2 en ambients secs i l’allibera en condicions humides. Un cop saturada (1 hora), s’ha de posar en lloc humit, treure’n el CO2 i tornar-la al lloc de captura. El CO2 pot servir per cultius d’algues o hivernacles, per fer combustible o es pot injectar en pous de petroli. Lackner creu que ens cal reduir el CO2 que hi ha a l’atmosfera i exigir als sectors del petroli i del carbó i altres emissors que extreguin de l’atmosfera tant CO2 com emeten. El problema és que es necessiten molts milions d’arbres artificials per tal d’arribar a un efecte significatiu!

Finalment, em voldria fer ressò d’un parell de temes que comenta més extensament el suplement sobre sostenibilitat del Time del 23 de gener. A Davos, enguany, hi ha hagut acord per primer cop per promoure l’ús d’H2 a nivell global, de cara a complir els acords de París, p.e. els autos moguts per hidrogen, que només emeten aigua. El programa Vehicle d’Emissió Zero de Califòrnia inclou desenvolupar la infraestructura per fer créixer el mercat dels autos moguts per H2. L’empresa alemanya H2 Mobility desplegarà al seu país una xarxa de 400 estacions el 2023. A Tokyo hi ha un pla per desenvolupar els propers 4 anys l´ús de l’H2 com a combustible. Ara hi ha uns 3.000 vehicles d’hidrogen que circulen pel món, però creixeran exponencialment.

L’Àlex Sicart, el jove barceloní triat per la revista Forbes com un dels més influents d’Europa de la seva generació, ferm partidari de l’economia col·laborativa, pensa que els autos autònoms (que poden ser d’H2) reduiran la necessitat d’un auto propi i les emissions a les ciutats… L’altre tema és la llum. Philips Lighting, una companyia independent, està instal·lant a Jakarta 90.000 fanals de carrer LED interconnectats, com a part d’una xarxa gegant que pot donar cobertura als mòbils i informació de lloc als vehicles autònoms. L’empresa espera que, el 2020, totes les seves operacions seran neutres en carboni i empraran un 100% d’electricitat renovable. Al món, el 88% dels llums de carrer encara no són LED i el 98% no estan connectats, hi ha camp per canvis significatius. Es creu que les noves tecnologies poden produir estalvis del 80% en el consum per il·luminació.

La tecnologia no és LA solució, però segur que és part de la solució. Les fascinants propostes de geoenginyeria suara esmentades no sembla que puguin ser efectives a escala global de manera massa immediata, però potser ajudin a aixecar l’ànim per a la propera generació.

 

Fotografies:

1. Fotografia aèria de la central d’energia geotèrmica Hellisheidi de Reykjavik, a Islàndia. Les emissions de la planta són: 40.000 tones CO2/any i 12.000 tones H2S/any. El sistema pilot d’injecció de CO2 CarbFix I està connectat a la central a través d’una canonada que recull part del CO2 i el H2S i els injecta a un reservori basàltic a uns 500 m sota la superfície. Autor: Árni Sæberg. Llegiu més aquí.
2. Esquema del procés de captura de CO2 ideat per Carbone Engineering al Canadà. Vegeu-ne més aquí.
3.L’hidrogen es pot utilitzar per produir electricitat i moure un vehicle. Aquest gas s’ha d’obtenir per electròlisi, trencant les molècules d’aigua gràcies a l’ús d’energies provinents de fonts renovables. Les celes del sistema reverteixen aquest procés. No obstant, l’emmagatzematge i el transport d’H2 presenta nombrosos problemes, les solucions pels quals són costoses.

 

*Article publicat al CREAF.


 

Categories: 
Etiquetes: 

Relacionats

Article

L'AMB verifica les seves emissions amb l'ISO 14064 i ha iniciat la redacció de l'Estratègia de carboni i energia 2030 que fixarà els seus objectius de manera coparticipada amb instal·lacions, serveis i empreses implicades.

Notícia

El Parlament ha aprovat aquest 27 de juliol la Llei del Canvi Climàtic, que preveu la creació d'impostos per gravar els grans vaixells i també les activitats econòmiques que contaminen. A més, consolida la taxa a vehicles contaminants. El text, que ha obtingut el suport de tots els grups excepte l'abstenció del PPC, es marca l'objectiu d'aconseguir reduir el 40% de les emissions d'aquí al 2030, el 65% per al 2040 i el 100% per al 2050.

Article

L'expert en canvi climàtic Javier Martín Vide pronostica per a Barcelona un augment de les temperatures diürnes i, sobretot, nocturnes els propers anys. En una entrevista al programa 'bàsics', el catedràtic ha dit que cal augmentar el verd de la ciutat per fer front a l'escalfament global.

Butlletí