La estabilización de las temperaturas globales requerirá profundas reducciones en el dióxido de carbono (CO ₂ ) emisiones en todo el mundo. Evaluaciones integradas recientes del cambio climático global muestran que CO ₂ las emisiones deben acercarse a cero neto a mediados de siglo para evitar exceder el objetivo climático de 1,5 ° C. Sin embargo, "emisiones comprometidas, "las emisiones proyectadas de la infraestructura existente de combustibles fósiles que operan como lo han hecho históricamente, ya amenazan ese gol de 1,5 ° C. Con la vida útil promedio de una planta de carbón de más de 40 años, las centrales eléctricas propuestas o en construcción solo aumentan esa carga, aumentando aún más el desafío de lograr emisiones netas cero para 2050.

La descarbonización profunda requerida para emisiones netas cero requerirá que la infraestructura de energía fósil existente y propuesta siga una de dos vías:retirar prematuramente o capturar y almacenar sus emisiones, impidiendo así su liberación a la atmósfera. Captura y almacenamiento de carbono (CCS), representa el único camino viable importante para que las plantas de combustibles fósiles sean netas cero, a menos que esté cerrado.

En un artículo de Viewpoint publicado recientemente en Ciencia y tecnología ambiental , Haibo Zhai describe cómo Estados Unidos y China, los dos mayores emisores del mundo, deberían abordar sus emisiones comprometidas. "En ambos países, Las actualizaciones de CCS a la infraestructura existente son esenciales para reducir las emisiones a cero, "dijo Zhai, profesor asociado de investigación de ingeniería y políticas públicas en la Universidad Carnegie Mellon. Sin embargo, Las diferencias en las flotas de centrales eléctricas y la combinación energética en los dos países apuntan a rutas separadas para lograr una descarbonización profunda.

En los EE.UU., el panorama energético ha cambiado drásticamente en las últimas dos décadas. El carbón fue la fuente dominante de electricidad (51% de la generación total de energía en 2000) durante la mayor parte del siglo XX. pero recientemente ha sido desplazada por el gas natural abundante y barato, así como por el crecimiento de las energías renovables. El carbón representó solo el 27% de la generación de energía de EE. UU. En 2019. Se espera que la disminución del carbón continúe a favor de alternativas más baratas, debido a la flota de plantas de carbón de los EE. UU. relativamente antigua (40 años) e ineficiente (32% de eficiencia).

Zhai no ve las modificaciones de CCS en las plantas de carbón de EE. UU. Como un enfoque de descarbonización de toda la flota, aunque existe la posibilidad de captura parcial en las plantas más eficientes. En cambio, el desarrollo de la CAC debería centrarse en la modernización de plantas de gas natural de ciclo combinado. "El gas natural ha ayudado a reducir la intensidad de carbono del sector eléctrico de EE. UU., pero esta ola de nuevas plantas de gas todavía representa una cantidad significativa de emisiones comprometidas, "dijo Zhai.

China es lo opuesto a los EE. UU. En términos de su combinación de energía y su infraestructura de energía fósil. El carbón suministra casi el 65% de la electricidad del país. Las plantas de carbón en China tienen una edad promedio de solo 12 años y eficiencias mucho más altas (a menudo superiores al 40%) en comparación con los EE. UU. "Es poco probable que una flota tan joven se elimine en el corto plazo, ", dijo Zhai." Cualquier camino para que China logre una descarbonización profunda debe incluir modificaciones de CCS en sus plantas de carbón recientemente construidas ".

A pesar de la necesidad de CCS, la tecnología no se ha probado a gran escala y sigue siendo muy costosa. Solo dos proyectos de CCS a escala comercial operan actualmente en el mundo:Petra Nova en los EE. UU. Y Boundary Dam en Canadá. Las tecnologías actuales de CCS tienen altos costos de energía y capital asociados con la separación de CO ₂ fuera de los flujos de residuos del proceso.

CCS, según Zhai, actualmente se encuentra en la parte empinada de la "curva de aprendizaje". Con cualquier tecnología, las implementaciones únicas son siempre costosas. Sin embargo, Aprendizaje en toda la industria:a través de desarrollos tecnológicos como materiales y procesos de separación mejorados, expansión de la cadena de suministro, y aumentos en la eficiencia operativa:abarata las últimas implementaciones. Bajar la curva de aprendizaje representa una especie de dilema del huevo y la gallina para CCS:tiene que ser barato. Y para que CCS sea barato, necesita haber sido desplegado.

Por lo tanto, Existe una fuerte razón por la que los gobiernos deberían incentivar la adopción temprana de la CAC a través de regulaciones, económico, y medios políticos, argumenta Zhai. Señala estudios de caso de otras tecnologías bajas en carbono, como paneles solares fotovoltaicos, que se han vuelto competitivos en cuanto a costos después de que los incentivos ayudaron a reducir los altos costos iniciales. Debido a que se requiere una implementación temprana para que la implementación futura sea económica, El momento de actuar es ahora, él dice.

"Si acepta la premisa de que las emisiones comprometidas son un problema, no hay otra opción que CCS, ", dijo." Y se requieren incentivos para poner en marcha el despliegue de CCS en la escala necesaria para abordar el problema ".

En los EE.UU., Zhai señala incentivos para modernizar plantas de gas natural con CCS, esperando que las fuerzas del mercado aborden las emisiones comprometidas de las plantas de carbón, a medida que la envejecida flota de carbón continúa desapareciendo. El artículo de Zhai apunta a un crédito fiscal por el secuestro de carbono en los EE. UU. Como una palanca de política importante para incentivar estos esfuerzos de CAC.

En China, por otra parte, El desarrollo de CAC para la modernización de plantas de carbón debería ser el foco principal. Allí, Zhai señala que el sistema nacional de comercio de emisiones, donde los emisores pueden comprar o vender CO ₂ créditos de emisiones, será la principal palanca de políticas que puede impulsar el desarrollo de tecnologías de mitigación. En ambos casos, Los altos costos actuales de la CAC apuntan a las políticas gubernamentales como un paso clave para superar las costosas fases iniciales de implementación.

Los principales beneficios colaterales de incentivar el desarrollo de CAC para la infraestructura existente de combustibles fósiles son el papel que probablemente desempeñará la CAC en ciertas tecnologías de emisiones negativas (NET) y una menor dependencia de las costosas NET en el futuro. Bioenergía con CCS (BECCS), por ejemplo, se describe como la opción NET más destacada. Sin embargo, un subsistema clave para cualquier BECCS es CCS. Desarrollando CCS ahora, argumenta Zhai, significa que BECCS estará preparada para ayudar a abordar el cambio climático global en el futuro.