Crédito:Grant Wilson / dominio público
Si vamos a limitar los aumentos de temperatura global a 2 grados por encima de los niveles preindustriales, como se establece en el Acuerdo Climático de París, Se necesitará mucho más que una transición a fuentes de energía neutrales en carbono, como la eólica y la solar. Va a requerir tecnologías de carbono negativo, incluidas las fuentes de energía que realmente reducen los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera.
Si bien la mayoría de los investigadores y activistas climáticos están de acuerdo en que se necesitarán soluciones de carbono negativo para cumplir con los términos del objetivo del Acuerdo de París, Hasta ahora, la mayoría de estas soluciones se han considerado poco prácticas a corto plazo, especialmente para grandes, países que dependen del carbón como China.
Ahora, investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard y el Proyecto de Energía de Harvard-China, Economía y Medio Ambiente, en colaboración con colegas de la Universidad Tsinghua en Beijing y otras instituciones en China, Australia y EE. UU., han analizado la viabilidad técnica y económica de China para avanzar hacia la generación de energía eléctrica con carbono negativo.
La investigación se publica en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .
"Este documento hace una sugerencia audaz de que no solo China puede avanzar hacia el poder negativo del carbono, sino que puede hacerlo de una manera económicamente competitiva, "dijo Michael McElroy, el profesor Gilbert Butler de estudios ambientales en Harvard y coautor principal del artículo.
"El sistema que describimos no solo ofrece una alternativa de carbono negativo para generar electricidad a largo plazo, sino que también aporta importantes beneficios colaterales a corto plazo para reducir la contaminación del aire en China". "dijo Xi Lu, Profesor asociado de la Escuela de Medio Ambiente de la Universidad de Tsinghua y primer autor del artículo. Lu también es un ex estudiante de posgrado de SEAS y becario postdoctoral.
La estrategia McElroy, El diseño de Lu y sus colegas implica la combinación de dos formas de energía verde:gasificación de carbón-bioenergía y captura y almacenamiento de carbono.
La bioenergía es una de las herramientas más importantes en la caja de herramientas de carbono negativo.
La bioenergía proviene del mejor CO 2 depuradores en el planeta:plantas. Como la mayoría de nosotros aprendimos en la escuela primaria, las plantas usan la fotosíntesis para convertir CO 2 en carbono orgánico y oxígeno. El carbono almacenado en las plantas se puede convertir de nuevo en energía a través de la combustión (también conocido como fuego); fermentación, como en la producción de etanol; o mediante un proceso conocido como gasificación, que convierte materiales ricos en carbono en monóxido de carbono, hidrógeno y dióxido de carbono para combustibles y productos químicos industriales.
El proceso de convertir biomasa en energía y luego capturar y almacenar el CO residual 2 es una de las estrategias más comentadas para el poder negativo del carbono. Se conoce como BECCS, bioenergía con captura y almacenamiento de carbono. El problema es, en la mayoría de las aplicaciones, BECCS no es muy eficiente y requiere grandes cantidades de tierra para cultivar las plantas necesarias para alimentar el planeta, lo que probablemente resultaría en una escasez mundial de alimentos y agua.
Pero, ¿y si hubiera una forma de hacer que el proceso sea más práctico y eficiente?
Lu, McElroy y su equipo internacional recurrieron a una solución poco probable para la energía verde:el carbón.
"Si intentas hacer esto solo con biocombustible, no es muy efectivo, "Dijo McElroy." La adición de carbón proporciona una fuente de energía que es realmente importante. Si combina biocombustible con carbón y gasifica la mezcla, esencialmente, puede desarrollar una fuente pura de hidrógeno en el proceso ".
Modelando diferentes proporciones de biocombustible a carbón, Los investigadores encontraron que siempre que al menos el 35 por ciento de la mezcla sea biomasa y se capture el carbono residual, la energía generada en realidad reduciría el CO 2 en la atmósfera. En esa proporción, los investigadores encontraron que el costo nivelado de la electricidad no sería más de 9.2 centavos por kilovatio hora. Un precio del carbono de aproximadamente $ 52 por tonelada haría que este sistema fuera competitivo en costos con las centrales eléctricas de carbón actuales en China.
Un componente clave de esta estrategia es el uso de residuos de cultivos, los restos de plantas después de la cosecha de los campos, como biocombustible.
Incendios agrícolas estacionales, cuando los agricultores prenden fuego a sus campos para limpiar el rastrojo después de la cosecha, son una de las principales fuentes de contaminación del aire en China. Recolectar ese rastrojo y usarlo como biocombustible no solo reduciría el CO 2 pero mejorar significativamente la calidad del aire en el país. La gasificación también permite una eliminación más fácil de los contaminantes del aire de la corriente de desechos.
Los investigadores reconocen que desarrollar un sistema para recolectar la biomasa y entregarla a las centrales eléctricas llevará tiempo, pero argumentan que el sistema no necesita implementarse de una vez.
"Debido a que hemos investigado toda la gama de relaciones de carbón a biomasa, Hemos demostrado cómo China podría avanzar gradualmente hacia una fuente de energía cada vez más negativa en carbono, "dijo Chris P. Nielsen, Director Ejecutivo del Proyecto Harvard-China y coautor del estudio. "Primero, Se podrían utilizar pequeñas cantidades de biocombustible para reducir las emisiones netas de carbono positivas. Luego, el sistema podría crecer hacia la neutralidad de carbono y eventualmente a un sistema de carbono negativo. No tiene que lograr todo desde el principio ".
"Este estudio proporciona información fundamental para los responsables políticos que buscan implementar oportunidades de energía con emisiones negativas de carbono en China, "dijo Lu.
