Ahorrador de clima.

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032 Climeworks 05 Gebald Wurzbacher Side Close Copyright Climeworks Photo by Julia Dunlop

Innovación Las cumbres climáticas están discutiendo apasionadamente cómo la humanidad puede reducir las emisiones de dióxido de carbono para limitar el calentamiento global. ¿No sería mejor pensar en cómo el CO2 existente podría ser filtrado de la atmósfera? La nueva empresa suiza Climeworks ha encontrado un camino.

Cada año, la humanidad sopla más de 36.000 millones de toneladas de dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero, a la atmósfera. Sólo Alemania contribuyó con más de 900 millones de toneladas en 2016, a pesar del cambio de rumbo de la energía. Allí permanece -el tiempo medio de residencia es de 120 años- y calienta la tierra.

"En principio, es como verter agua en un barril todos los días sin saber cuándo se va a desbordar. Hoy en día, estamos haciendo un gran esfuerzo para poner un poco menos en el barril que el año anterior. Siempre me he preguntado por qué no intentamos sacar agua del barril", explica Christoph Gebald, cofundador y uno de los directores generales de la empresa suiza Climeworks.

Actuar para eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera y llegar así a la llamada "emisión negativa" ha sido durante mucho tiempo la misión de Gebald. En 2008, conoció por casualidad a su actual socio Jan Wurzbacher en la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH Zúrich). Los dos ingenieros mecánicos se hicieron amigos y juntos desarrollaron una tecnología que realmente filtra el CO2 del aire ambiente. "Desde el principio tuvimos un impulso emprendedor, queríamos hacer algo significativo y al mismo tiempo cumplir nuestro deseo de fundar nuestra propia empresa", dice Gebald, describiendo los comienzos. En 2009, Climeworks fue creada como una spin-off de la universidad y desarrolló la tecnología hasta la madurez de mercado.

Al principio, Gebald y Wurzbacher financiaron a su joven empresa con el dinero de una fundación, pero también con premios en metálico de concursos tecnológicos y empresariales, como el Venture Kick de la ETH y el Swiss Startup Award. "En un segundo paso, pudimos adquirir fondos de inversionistas y más tarde recibimos fondos públicos", dice Gebald, describiendo los primeros años.

En mayo de este año ha llegado el momento: Climeworks pone en marcha la primera planta comercial de eliminación de CO2 del mundo en Hinwil, Suiza, en el tejado de la planta de aprovechamiento de residuos de la Zurich Oberland Waste Management Association KEZO. Los 18 colectores del sistema, que parecen secadores de pelo de gran tamaño, se alojan en tres contenedores de barco. Ahora filtran 900 toneladas de gases de efecto invernadero del aire cada año.

También vale la pena financieramente. "El gas se bombea a un invernadero a 400 metros de distancia, donde se asegura que los tomates, pepinos o lechugas crezcan hasta un 20 por ciento más rápido", explica el ingeniero. En los viveros, el CO2 se ha utilizado rutinariamente durante mucho tiempo para "fertilizar" las plantas. De este modo, el operador del invernadero paga el precio de mercado habitual por el CO2 de Climeworks.

Sin embargo, el CO2 puro no sólo es útil para las plantas en los invernaderos. En la industria alimentaria se utiliza para la congelación, como refrigerante y como gas inerte para el envasado de verduras frescas y carne fresca. En la industria de bebidas y en bares, se utiliza como gas portador para cerveza de barril y refrescos.

Aunque esto no erradica el CO2, por lo menos regresa al ciclo y no tiene que ser sintetizado una y otra vez a partir de petróleo o gas natural.

Sin embargo, el CO2 de Climeworks todavía no es competitivo. El precio por tonelada de CO2 en el mercado es de unos 100 euros. Climeworks produce a 400 euros por tonelada. "Gebald confía en que pronto será posible alcanzar el objetivo de alcanzar el precio de mercado habitual mediante modificaciones técnicas, por un lado, y la instalación de más y más módulos, por otro".

Técnicamente, la extracción de CO2 del aire es una empresa ambiciosa. "El CO2 sólo representa el 0,04 por ciento del aire que nos rodea", explica el inventor. Un sistema Climeworks aspira primero el aire ambiente. El gas de efecto invernadero del aire se une químicamente a filtros especiales. Si están saturados de CO2, se calientan a unos 100 grados. "Esto libera de nuevo el CO2 del filtro y puede ser recogido como gas concentrado y puesto a disposición de los clientes. El sistema de calefacción utiliza la energía de una planta de incineración de residuos, que de otro modo simplemente se esfumaría".

Los filtros consisten en gránulos porosos recubiertos de aminas, derivados orgánicos del amoniaco. Aglutinan el CO2. Gebald y Wurzbacher eligen uno de los aproximadamente 600 granulados que han probado, dependiendo del clima ambiental, como la humedad y la temperatura media. El filtro dura entonces varios miles de ciclos.

Un solo filtro colector aglutina 135 kilogramos de CO2 por día, y un sistema grande con 36 colectores puede absorber hasta cinco toneladas por día, dependiendo de la temperatura, humedad y composición del aire.

Los análisis del ciclo de vida, entre otros de la Universidad de Stuttgart, muestran que las emisiones totales de las actuales instalaciones de Climeworks -incluyendo materiales de construcción, eliminación y recuperación de calor residual- son inferiores al diez por ciento. Para la extracción de 1.000 kilogramos de CO2, deben preverse emisiones accesorias de 100 kilogramos. "En el siguiente paso, se pueden esperar emisiones del ciclo de vida de menos del dos por ciento", promete Gebald.

Sin embargo, el objetivo principal de cualquier estrategia climática debe ser no sólo reciclar el CO2, sino hacerlo desaparecer completamente del aire. Esto puede ser técnicamente posible con la llamada tecnología CCS. Sin embargo, la captura y el almacenamiento de carbono, en el que el CO2 capturado se presiona contra el suelo, sigue siendo muy caro en la actualidad. Tampoco está claro cuán seguros son estos vertederos.

Por supuesto, el CO2 filtrado del aire por los sistemas Climeworks también es apto para el almacenamiento. Una de las instalaciones ha estado trabajando en Islandia desde el otoño de este año. En este caso, el CO2 capturado debe ser eliminado permanentemente de la atmósfera y almacenado para siempre mediante un almacenamiento geológico seguro. Climeworks ha formado una alianza con el proveedor de energía Reykjavik Energy.

La planta está ubicada en Hellisheidi, 25 kilómetros al este de Reykjavik, en el sitio de una de las centrales geotérmicas más grandes del mundo. Filtra el CO2 del aire, que, disuelto en el agua, es conducido a 700 metros de profundidad hacia el caliente basalto subterráneo de la isla. Debido a la constelación geológica con alta presión y altas temperaturas, la mezcla de burbujas ya no puede escapar de aquí. En cambio, reacciona con la roca de basalto y se convierte en minerales sólidos en menos de dos años. "Somos la única empresa en el mundo que filtra el CO2 y vende módulos de la planta. Cuando los estados se dan cuenta en algún momento de que los objetivos climáticos sólo pueden cumplirse si eliminamos activamente el CO2 de la atmósfera, nuestra tecnología está a la vanguardia".

Actualmente, Climeworks cuenta con diez plantas más en funcionamiento en diferentes países como parte de los proyectos financiados. Siete de ellos suministran el CO2 obtenido a empresas y proyectos de investigación especializados en la síntesis de combustibles a partir de gases de efecto invernadero. Entre ellas se encuentra también la empresa Sunfire de Dresde, cuya tecnología de producción es particularmente avanzada (cuadro de la derecha).

Climeworks también participa en otros proyectos bajo el paraguas de los llamados proyectos Copernicus para la transformación del sistema energético, que hasta ahora han sido financiados por el Ministerio Federal de Educación e Investigación alemán con 120 millones de euros y para los que ha prometido otros 280 millones de euros para 2025. Entre ellos figura, por ejemplo, el proyecto Power-to-X, en el que la electricidad procedente de fuentes renovables se convertirá en reservas de energía material, fuentes de energía y productos químicos de alto consumo energético. También se apoya la idea de utilizar el CO2 del aire.

En el Herøya noruego al oeste de Larvik ya estás un paso más adelante. Nordic Blue Crude está planeando una gigantesca fábrica de síntesis aquí. El diesel y la gasolina se producirán a partir de CO2, agua y energía hidroeléctrica. Las plantas de Climeworks extraerían del aire la materia prima de síntesis necesaria, el CO2. En un estudio de planificación tecno-económica, Nordic Blue Crude está investigando actualmente lo costosa y eficiente que es una fábrica de este tipo, qué otros productos pueden fabricarse a partir de CO2 y dónde hay clientes para ellos. Uno de ellos podría ser el fabricante de automóviles Audi, que lleva mucho tiempo interesado en este nuevo tipo de combustible sintético y que ya está trabajando con Nordic Blue Crude.

A pesar de los numerosos avances técnicos, que avanzan rápidamente, se plantea la siguiente pregunta: ¿merece la pena todo el esfuerzo en vista de la gigantesca tarea de eliminar miles de millones de toneladas de dióxido de carbono de la atmósfera?

La mayor planta de Climeworks hasta la fecha, con 36 colectores, sólo consigue filtrar 2000 toneladas de CO2 de la atmósfera una vez al año. Esto representa el 0,02 por ciento de las emisiones anuales de CO2 de Alemania. Por lo tanto, Gebald ve su tecnología sólo como un componente básico de una combinación de medidas para evitar los gases de efecto invernadero en el futuro y para eliminarlos del aire con otras medidas, a través de la forestación, los cambios en el uso de la tierra y los métodos de cultivo de alimentos.

Pero al menos - la tecnología de Climeworks muestra nuevos caminos. "Con 500.000 de nuestras instalaciones, entre 250.000 y 500.000 millones de toneladas podrían ser sacadas del aire." Esto ya correspondería a casi la mitad de las emisiones de CO2 de Alemania y sería aproximadamente comparable a la cantidad resultante de la producción de petróleo de Shell. "En los próximos 20 a 40 años, se construirá una industria completamente nueva en la que creo que estamos en la pole position."

El tráfico aéreo, por ejemplo, que no puede prescindir del queroseno y contribuye en un cinco por ciento a las emisiones mundiales de CO2, podría ser revolucionario. "Aquí, los colectores técnicos de dióxido de carbono son una forma ideal de cerrar un ciclo", explica Gebald. Los sistemas de filtrado capturan el CO2 soplado en el aire por el avión. Luego se sintetiza en queroseno utilizando técnicas como Sunfire.

Si se aliviara la atmósfera, esto también tendría un efecto positivo en los océanos. Desde el comienzo de la industrialización, sólo los océanos han almacenado 140.000 millones de toneladas de CO2. Como resultado, sus aguas se acidificaron, lo que confundió a los ecosistemas marinos. Si el CO2 atmosférico de un día lejano disminuyera realmente, los océanos vaciarían sus reservas y seguirían llenando la atmósfera durante mucho tiempo.

Hay que reconocer que muchas de estas perspectivas todavía tienen que ser escritas en el subjuntivo hoy en día. Pero es un comienzo. Una idea. Una esperanza. Muestra de lo que es capaz el progreso técnico. Para Climeworks, que ahora cuenta con 45 empleados, estas son, por supuesto, buenas perspectivas. Pero las inversiones en la expansión de la planta islandesa y los nuevos edificios en Europa Central requerirán inicialmente más capital. Por lo tanto, los dos directores generales también están programando una ronda de financiación para el primer trimestre de 2018, a la que invitarán a particulares muy ricos. "Estamos planeando un aumento de capital en el rango de dos dígitos de millones", anuncia Gebald. "Hasta ahora, con una excepción, hemos sido financiados por particulares. Nos gustaría que siguiera así".

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Combustible limpio.

Es una idea fascinante. A partir de los ingredientes CO2, agua y energía renovable, se puede producir el llamado Blue Crude, un petróleo crudo que luego puede ser transformado en combustibles sintéticos - gasolina, diesel, queroseno.

Si el CO2 se extrajo previamente del aire mediante un proceso como el de Climeworks, no se libera CO2 adicional a la atmósfera cuando se quema el combustible. Los buenos y viejos motores de combustión se convertirían en climáticamente neutros. Además, estos combustibles sintéticos no contienen azufre nocivo ni óxidos de nitrógeno peligrosos.

La tecnología en sí es antigua y se conoce como síntesis Fischer-Tropsch desde 1925. El petróleo líquido se produce sintéticamente a partir de carbón e hidrógeno. El carbono (C) proviene del carbón, el hidrógeno (H) del gas hidrógeno, incluyendo el gas de la mina. La empresa Sunfire de Dresde ha cambiado este proceso de licuefacción de carbón, de modo que ahora puede utilizar CO2 en lugar de carbón y agua en lugar de hidrógeno como materias primas. Lo que queda son los oxígenos del CO2 y del H2O.

La tecnología Sunfires se está utilizando a gran escala en Noruega. Nordic Blue Crude está construyendo una fábrica de combustibles sintéticos en Herøya, en la costa oeste del fiordo Oslofjord, cerca de Larvik, en una superficie de 40000 metros cuadrados.

Noruega es un lugar ideal porque el país no sólo tiene enormes y baratas capacidades de energía hidroeléctrica para el proceso de producción. También existe una necesidad urgente de actuar en este ámbito. A partir de 2025, Noruega ya no permitirá los motores de combustión que utilizan combustibles fósiles.

El inicio de la producción está previsto para dentro de cuatro años. Además de Sunfire y Climeworks, también está presente el fabricante alemán de automóviles Audi.

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Autor: Hanns J. Neubert

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