Què en fem de tant CO2?

El diòxid de carboni és un dels gasos d'efecte hivernacle més famosos. Expedit pels tubs d'escapament de cotxes i altres transports, difós a partir de les xemeneies de les indústries productores d'energia, entre d'altres, es concentra en l'atmosfera de manera excessiva. El que és cert, però, és que el CO_2,  malgrat la seva mala fama, no és tòxic ni nociu, el que és negatiu i perillós és l'excés del mateix a l'atmosfera. I és per aquest motiu que hi ha investigadors que treballen per veure com poden aprofitar aquest gran excedent de diòxid de carboni per fer aplicacions útils en el camp de la farmàcia, el sanejament d'aigües, la investigació en nous materials o l'alimentació.

L'arrel del problema
"Estem emetent massa CO₂  i fins al moment no es pot captar aquest diòxid de carbonidirectament de l'atmosfera perquè és un gas molt diluït: el CO₂ està molt ben distribuït al llarg de tot el globus terraqüi, es reparteix en parts per milió al llarg de tota l'atmosfera", explica Lourdes F. Vega, directora de MATGAS i autora del llibre El CO₂ como recurso: de la captura a los usos industriales. D'on el podem captar, doncs? "El podem capturar a partir de les fonts concentrades de CO₂, això vol dir les empreses generadores d'energia o electricitat que a partir de la crema de combustibles fòssils produeixen CO₂ en gran quantitat", ens diu Vega. Evidentment l'objectiu és evitar que el diòxid de carboni arribi a l'atmosfera, i per això s'investiga per trobar aplicacions amb aquest CO₂ sobrant.

"El primer que hem de dir, però, és que no hi haurà una aplicació que utilitzi tot el CO₂ que caldria capturar, per això no es pot seguir emetent diòxid de carboni de la manera com ho estem fent ara", explica Lourdes F. Vega. "Actualment les emissions de CO₂ se situen vora les 30 gigatonelades mètriques anuals i aquesta xifra és 200 vegades més gran que la quantitat de CO₂ que la indústria utilitza per fer-ne aplicacions, que ronda vora els 140 milions de tonelades. És a dir, que només s'utilitza l'equivalent a un 0,05% del CO₂ produït. Per això, a més de reduir les emissions, un dels reptes és "augmentar aquests usos industrials del CO₂ a gran escala, en processos on, a més, reemplaci, a compostos nocius amb el medi ambient, com és el cas de l'ús del CO₂ en el tractament d'aigües, substituint a compostos clorats, o l'ús del CO₂ supercrític com a mitjà de reacció, substituint a productes com l'acetona o el toluè, molt més perjudicials per al medi ambient que el CO₂", explica Vega. A més, en processos com el tractament d'aigües o la producció de nous materials, "es podrien utilitzar quantitats de CO₂ molt més grans de les usades actualment. I no podem oblidar que cal treballar en la recerca de noves aplicacions a gran escala, aprofitant el CO₂ sobrant que actualment tenim". 

Aplicacions del CO₂
"El CO₂ s'utilitza en molts camps: en el tractament d'aigües, en la extinció d'incendis, en farmàcia i alimentació, en electrònica i també té usos medicinals i quirúrgics", explica  Lourdes Vega. En totes elles s'utilitzen quantitats molt petites de CO_2. Vega recalca que "en algunes aplicacions la quantitat de CO₂ es captura de manera permanent i en altres al cap d'un temps torna a l'atmosfera, com és el cas del CO₂ usat en alimentació i begudes carbonatades.

Quins són els beneficis que aporta, doncs? "El CO₂ s'utilitza en piscines com a desinfectant i fa la funció que farien els compostos clorats, els compostos volàtils orgànics que són molt més nocius amb el medi ambient que el CO_2. Reemplacem un procés per l'altre amb el mateix resultat", remarca Vega.

També s'utilitza el CO₂ per canviar el ph o acidesa en aigües residuals, on s'aconsegueix eliminar els residus. El diòxid de carboni s'utilitza per aportar minerals a aigua desmineralitzada i fer que es converteixi en aigua potable. "Encara que s'utilitzin quantitats discretes de CO_{2 ,} com que hi ha grans quantitats d'aigües per tractar, és una gran aplicació del CO_2", comenta Vega.

D'altra banda, les aplicacions de CO₂ en el camp dels materials és un tema molt versàtil que cada cop avança més: s'investiga quins materials es podrien generar utilitzant CO₂. "Treballem el CO₂  amb tecnologies avançades, amb nanopartícules, per crear nous materials més eficients energèticament i més sostenibles, que evitin emissions de CO₂ a l'atmosfera", explica Concepción Domingo, investigadora de l'ICMAB-CSIC especialitzada en CO₂ supercrític. "La raó de ser no és fer disminuir el CO₂ que hi ha actualment a l'atmosfera -perquè no es pot captar directament d'aquesta-, sinó que el que interessa és no generar-ne més i evitar el màxim d'emissions de CO_2", destaca Domingo.

Reptes i obstacles
"Cal molta conscienciació social i governamental, perquè és un tema important i que, malgrat tot, no es resoldrà sol. I si no hi ha pressió social i inversió governamental els investigadors no podran seguir-hi treballant" remarca Lourdes F. Vega, que afegeix: "D'aquesta conscienciació global en sortirà la inversió econòmica. Cal inversió pública i privada per trobar aquestes noves tecnologies o bé de captura de CO₂ o bé d'altres fonts d'energia que no cremin combustibles fòssils. I també cal un equip de gent creativa que es posi a treballar en aquestes noves opcions", indica Vega.

Segons Domingo "solucionar què cal fer amb l'excés d'emissions de CO₂  és una tasca complexa. Un dels reptes és reunir els especialistes que treballen amb el CO₂  en cada una de les seves fases (captura, processament, investigació, aplicacions) amb un objectiu comú: frenar les emissions i aprofitar al màxim el CO₂ com un recurs". Domingo apunta que "el repte principal és trobar noves formes de producció d'energia que ajudin a deixar d'emetre. La solució no passa, per descomptat, per anar capturant CO₂ , només, i anar-lo emmagatzemant sota terra, cal també disminuir les emissions. Si continuem emetent igual que ho fem ara, no podrem seguir emmagatzemant CO₂  de manera segura i sostenible". A més a més l'emmagatzematge de CO₂ és car i implica un transport d'aquest gas a diferents punts del planeta, cosa que és energèticament costós. "El CO₂ ocupa molt de volum. Primer el capturem, però després l'hem de portar a alguna banda. Fins ara, tot l'emmagatzematge que s'ha aprovat és geològic, i cal trobar aquests emplaçaments adequats geològicament per emmagatzemar el CO₂ sota terra. El diòxid de carboni s'ha d'emmagatzemar de manera molt controlada i en llocs molt específics, sinó es poden produir danys ecològics importants", explica Domingo. "Cal combinar les dues disciplines: l'ús de CO₂ en aplicacions diverses i la captura i emmagatzematge del mateix en zones geòlogiques triades correctament. Ara bé, la prioritat és disminuir les emissions al màxim", subratlla Vega.

De quina manera es pot capturar el CO₂?
El primer pas és posar un captador a les xemeneies de les empreses generadores d'energia i electricitat. Hi ha, amb tot, un inconvenient: "el que surt per la xemeneia d'aquestes fàbriques no és només CO₂, sinó que surt vapor d'aigua, nitrogen i un percentatge petit de CO_2, com a molt un 14% del total. Això fa que sigui molt difícil capturar-lo", resumeix Vega.

Segons Vega, seria necessari trobar uns materials eficients que deixessin passar la resta de gasos que no fossin perjudicials per l'atmosfera i retinguessin el CO₂ per fer-ne aplicacions o bé per emmagatzemar-lo. "Aquest és un dels reptes als quals ens enfrontem en la captura de CO₂, encara que se n'emeti molt, les corrents de diòxid de carboni emeses són molt diluïdes".

Un altre obstacle és que no hi ha cap llei que obligui a posar captadors en les xemeneies de les grans empreses productores d'energia. "Actualment el CO₂ és capturat només per empreses que vénen aquest CO₂ per a usos industrials (ja sigui CO₂ que anirà a begudes carbonatades com els refrescos o la cervesa de barril, per a cosmètica, usos farmacològics, etc.) Però les grans empreses productores de CO₂ no capturen aquest diòxid de carboni ", explica Vega, que afegeix: "Actualment hi ha alguns projectes per demostrar que la captura de CO₂ és viable a escala industrial. A nivell de laboratori hi ha molts projectes en marxa amb nous materials per demostrar que la captació de CO₂  és efectiva. A nivell de planta pilot hi ha el projecte CIUDEN, el projecte de la Fundació Ciudad de la Energía de Ponferrada, on estan fent una planta de combustió que és de 30 megawatts. I pel que fa a les plantes de demostració, a Europa n'hi ha 12", destaca Vega. "Fins ara no s'havia vist la necessitat de captar CO_2. Espanya té una llei d'emmagatzematge de CO₂ , però no té una llei de captura i transport. I a Europa succeeix el mateix", puntualitza Lourdes Vega. 

"La situació seria molt diferent si fos obligatori capturar CO_2, o si fos rentable econòmicament capturar-lo, si els drets d'emissió de CO₂ fossin més cars que fer-ne la captura. En aquest cas es disposaria de grans quantitats de CO₂  per a l'emmagatzemament i la investigació d'aplicacions", diu Vega. "Crec que això podria provocar un punt d'inflexió en els usos de CO₂ pel qual hem d'estar preparats, investigant des d'ara quines són les possibilitats reals o més prometedores dels seus usos a gran escala", segons Vega.

Què caldria, doncs, per tirar endavant la captura de CO₂ a nivell industrial?
"Molta inversió i temps, també", diu Vega. Una barrera important és l'econòmica: el preu de captura de CO₂ a gran escala rondaria entre els 30 i els 70 euros per cada tonelada de CO₂". Llavors també hi ha un segon escull: "per captar el CO₂ fins ara utilitzàvem amines aquoses que estan preparades per als usos que fins ara hem tingut, però cal veure si funcionen a gran escala i en plantes tèrmiques. Ara per ara també s'està investigant la captació del CO₂ amb altres materials sòlids com els carbonats càlcics, els derivats del carboni o materials com el liti. També estem treballant amb líquids iònics", apunta Vega. 

Dades interessants:

- Tot el CO₂ que conté l'atmosfera està repartit en parts per milió, al llarg de tot el globus terraqüi.
- Els principals emissors de CO₂ són les empreses productores d'energia o electricitat a partir de combustibles fòssils, els mitjans de transport i altres tipus d'empreses que generen CO₂ en els seus processos industrials.
- El CO₂ alliberat pels tubs d'escapament dels cotxes surt de manera poc concentrada, per tant és difícil captar-lo.
- No hi ha una legislació clara a la Unió Europea que contempli la captació de CO₂ , sí que existeix, però, una llei europea que regula l'emmagatzematge de CO_2.
- La indústria utilitza només el 0,05% del CO₂ emès per fer-ne aplicacions en camps com la farmàcia, l'alimentació o el sanejament d'aigües.