Nuestros sistemas de energía y agua están indisolublemente unidos. El cambio climático requiere que hagamos la transición a la energía libre de carbono y también que conservemos los recursos hídricos a medida que se vuelven simultáneamente más demandados y menos disponibles. Responsables políticos, líderes del negocio, y los científicos que buscan abordar la urgencia del cambio climático buscan cada vez más la captura y almacenamiento de carbono (CAC) para ayudar a cumplir los objetivos climáticos globales. Mientras que CCS minimiza las emisiones de la combustión de combustibles, su impacto en los recursos hídricos mundiales no se ha explorado ampliamente. Una nueva investigación muestra que la CAC podría estresar los recursos hídricos en aproximadamente el 43% de las centrales eléctricas del mundo donde la escasez de agua ya es un problema. Más lejos, la tecnología implementada en estas regiones con escasez de agua es importante, y las tecnologías emergentes de CAC podrían mitigar en gran medida la demanda que la CAC impone al consumo de agua.

Las instalaciones de producción de energía, como las centrales eléctricas de carbón, consumen grandes cantidades de agua de refrigeración. El tipo de método de enfriamiento utilizado en una planta de energía (torres de enfriamiento húmedo, enfriamiento de un solo paso, o condensadores enfriados por aire) afecta el consumo de agua. La instalación de CCS en estas instalaciones requiere que produzcan energía adicional para compensar la energía utilizada por el proceso de CCS. Con eso viene el consumo adicional de agua de refrigeración. Además, el proceso CCS en sí mismo se suma al consumo total de agua de una manera que depende de la tecnología CCS implementada.

La mayoría de los proyectos de CCS actualmente operativos en todo el mundo utilizan tecnologías de absorción. Los absorbentes comunes son bases acuosas que contienen grupos amina que se unen al dióxido de carbono, separándolo de otros gases en la mezcla de humos. El proceso de absorción de CO ₂ en estos disolventes y la posterior regeneración de los disolventes requieren la extracción de energía de la planta de energía. La circulación de grandes cantidades de disolventes provoca una pérdida de agua por evaporación. Otras tecnologías CCS de vanguardia utilizan mucha menos agua, ya que separan el dióxido de carbono de los gases de combustión por adsorción en materiales sólidos. o pasar el gas de escape a través de membranas. Estas tecnologías reducen potencialmente tanto la carga de energía como el consumo de agua.

En esta investigación, Examinamos cómo se puede implementar la CAC de manera sostenible sin comprometer los recursos hídricos. Específicamente, ¿La adición de CAC a las centrales eléctricas de carbón tiene un impacto en el consumo de agua en cualquier región del mundo lo suficiente como para inducir o exacerbar la escasez de agua? Modelamos la implementación hipotética de cuatro tecnologías diferentes de CAC en cada central eléctrica de carbón de tamaño significativo que opera actualmente en todo el mundo y estudiamos el impacto en las extracciones y consumos regionales de agua. Usando un análisis hidrológico mensual biofísico global, evaluamos dónde, cuando, y en qué medida la escasez de agua podría limitar la implementación de la CAC.

Algo sorprendente, Descubrimos que en los casos en que la escasez de agua aún no existe, la adición de CAC generalmente no provocará escasez. Sin embargo, También encontramos que el 43% de la capacidad de energía de carbón global instalada actualmente se encuentra dentro de regiones que ahora experimentan escasez de agua durante al menos un mes al año. y más del 30% de la capacidad mundial enfrenta escasez durante cinco o más meses al año. En estas regiones, La implementación de tecnologías CAC empeora el estrés hídrico. La modernización de las centrales eléctricas con tecnologías de captura que consuman menos agua podría mitigar la competencia por los recursos de agua dulce. y la elección de los métodos de enfriamiento se vuelve cada vez más importante.

Nuestros resultados permiten una comprensión más completa del uso del agua en las plantas de carbón con, y sin, Captura de carbon. Se deben considerar cuidadosas compensaciones, y la elección de la tecnología de captura de carbono es muy relevante. Creemos que este trabajo servirá de guía para los responsables de la formulación de políticas a medida que aceleramos la implementación de la CAC en todo el mundo.