Peter Kelemen es geólogo y profesor en memoria de Arthur D. Storke en el Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty. Miembro de la Academia Nacional de Ciencias (NAS) y experto en carbonatación de rocas del manto de la Tierra, Kelemen escribió un capítulo sobre mineralización de carbono para un nuevo informe de NAS, Tecnologías de emisiones negativas y secuestro confiable:una agenda de investigación. El informe fue encargado por el gobierno de los Estados Unidos para orientar la asignación de fondos y las solicitudes de recursos adicionales del Congreso.

El informe examina estrategias para extraer dióxido de carbono de la atmósfera, explica sus limitaciones y potencial, y recomienda la investigación necesaria para superar sus limitaciones y hacerlas viables a gran escala. Es fundamental comprender los pros y los contras de cada estrategia y determinar la mejor manera de promover las tecnologías más rentables y prometedoras.

Otro informe reciente del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático determinó que no podemos limitar el aumento global de la temperatura a 1,5 ° C, con el objetivo de prevenir cambios ambientales importantes, sin eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera. El informe de NAS analizó seis estrategias para eliminar el CO ₂ desde el aire:

• El carbono azul costero implica formas de ayudar a las plantas y sedimentos costeros, y los humedales aumentan su absorción de carbono.
• La remoción y secuestro de carbono terrestre implica la gestión de bosques y tierras agrícolas para permitir que el suelo almacene más carbono.
• La bioenergía con captura y secuestro de carbono (BECCS) produciría cultivos, que absorben carbono a medida que crecen, utilizarlos para producir electricidad o calor en una central eléctrica, luego captura y secuestra el CO ₂ la planta de energía produce.
• La captura de aire directa aspira CO ₂ del aire y lo almacena bajo tierra.
• La mineralización de carbono explota un proceso natural en el que las rocas reactivas se unen químicamente con el CO ₂ para formar minerales de carbonato sólidos como la piedra caliza que pueden almacenar CO ₂ durante millones de años.
• El secuestro geológico inyecta CO capturado ₂ subterráneo donde se puede almacenar en los espacios porosos.

El trabajo de Kelemen se centra en la mineralización de carbono; es uno de los principales proponentes del Proyecto de perforación de Omán, una iniciativa que involucra a más de 150 científicos internacionales de disciplinas como la geofísica, geoquímica, geología, biología, y física que trabajan en temas de investigación relacionados con una característica geológica única en el desierto de Omán. En esta región, la corteza oceánica y las rocas debajo del manto han sido empujadas hacia la superficie, creando la mayor exposición de la corteza oceánica y el manto superior en cualquier lugar de la tierra.

Kelemen está interesado en comprender el proceso natural de mineralización de carbono que ocurre en esta característica. Su objetivo es poder emular el proceso y acelerarlo a través de un sistema creado por el hombre que eliminará grandes cantidades de CO ₂ desde el aire.

"Cuando llueva sobre estas rocas del manto, disuelve el magnesio de las rocas y eso chupa CO ₂ desde el aire, y produce un fluido muy rico en bicarbonato de magnesio, ", Dijo Kelemen." Eso pasa a la tierra y precipita casi todo el carbono en los minerales de carbonato sólidos. A lo largo de ese camino de reacción, también disuelve el calcio y cuando el agua rica en calcio vuelve a la superficie, no tiene carbono pero necesita CO ₂ directamente del aire para formar carbonato cálcico sólido ".

Si este tipo de sistema de mineralización de carbono se puede replicar, tendría el potencial de almacenar decenas de miles de millones de toneladas de CO ₂ cada año, y es una de las únicas opciones que podría hacerlo a esta escala. Pero la técnica puede tener impactos negativos:la extracción o la exposición de minerales podría contaminar los recursos hídricos y desencadenar terremotos y el proceso sigue siendo relativamente caro por tonelada de carbono.

Sin embargo, el trabajo en Omán permite a científicos como Kelemen estudiar la absorción natural de CO ₂ a través de la erosión de las rocas. Los investigadores están recopilando datos fundamentales sobre cómo fluye el agua a través de las rocas, su permeabilidad y porosidad, y cómo eso afecta la velocidad del flujo, que será fundamental para diseñar un sistema de ingeniería.

El informe de la NAS recomienda que Estados Unidos lance una iniciativa de investigación para desarrollar tecnologías de eliminación de dióxido de carbono lo antes posible. Sugiere las estrategias más naturalistas y existentes:carbono azul costero, manejo forestal y forestación, y aumentar el carbono del suelo:aumentar su escala y reducir sus costos, y se seguirán explorando nuevas tecnologías como la captura directa de aire y la mineralización de carbono. Invertir en esta investigación no solo ayudará a limitar los impactos del cambio climático, también permitiría a los EE. UU. liderar el camino a la hora de promover nuevas tecnologías y controlar la propiedad intelectual asociada.

"Hay muchas cosas que podrían funcionar [para eliminar el dióxido de carbono del aire] y todas tienen una cierta cantidad de incertidumbre asociada con ellas y una cierta cantidad de promesas, "Dijo Kelemen." Así que quieres tener muchas posibilidades que se investiguen en paralelo con el fin de descartar cuáles serían los 10 óptimos más o menos ".

Kelemen dijo cuando llegó a Columbia en 2004, quedó impresionado por la cantidad de experiencia relacionada con la eliminación y mineralización de dióxido de carbono. Algunos de estos científicos formaron parte de un consorcio internacional que fundó el Proyecto CarbFix en 2006, que inyecta CO ₂ en basalto debajo de la central eléctrica Hellisheidi de Islandia, la instalación geotérmica más grande del mundo. CarbFix ahora inyecta 12, 000 toneladas de CO ₂ en el suelo cada año a un costo de $ 30 por tonelada.

Además de Kelemen, varios científicos de la Universidad de Columbia permanecen a la vanguardia de la investigación sobre la eliminación a gran escala de CO ₂ de la atmósfera.

David Goldberg, un geofísico y profesor de investigación de Lamont en Lamont-Doherty, está investigando la viabilidad de almacenar 50 millones de toneladas o más de CO ₂ en reservorios de basalto en el noroeste del Pacífico. Estos depósitos de basalto contienen espacios porosos que potencialmente podrían llenarse a medida que el CO ₂ se mineraliza en piedra caliza carbonatada en dos años o menos.

Parque Alissa, Lenfest Junior Professor in Applied Climate Science y director interino del Lenfest Center for Sustainable Energy, está trabajando en la mineralización de carbono ex situ. Esto implica el transporte de materiales reactivos a una planta de energía o laboratorio, molerlos, mezclándolos con CO ₂ , y luego ponerlos en un reactor. Debido a que este es un proceso costoso, Park está buscando reducir costos mediante la fabricación de productos que puedan venderse. Está estudiando aditivos para hormigón que podrían almacenar CO ₂ y sintetizar los hidrocarburos del CO capturado ₂ para hacer combustibles, productos químicos útiles, o productos farmacéuticos.

Julio Friedmann, un funcionario del Departamento de Energía de Obama y un experto en gestión de carbono y CO ₂ eliminación, es un investigador senior en el Centro de Columbia sobre Política Energética Global. Está trabajando para atraer inversores y mejorar la financiación de proyectos que capturan y utilizan CO ₂ .

Kelemen dice que se necesitará esta diversa gama de tecnologías y enfoques para mantener el aumento de la temperatura global por debajo de 1,5 ° C.

"Si vamos a tener alguna esperanza de alcanzar los objetivos de París, serán necesarios tipos adicionales de eliminación de dióxido de carbono del aire, ", Dijo Kelemen." Deberíamos estar preparados para la posibilidad de que sucedan ".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de Earth Institute, Universidad de Columbia http://blogs.ei.columbia.edu.