Captura, utilización y almacenamiento de carbono: La aplicación a gran escala

La captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS) está reconocida desde hace tiempo como un medio importante para reducir las emisiones de dióxido de carbono y forma parte integral de los mecanismos necesarios para cumplir los objetivos del compromiso climático de París. El IPCC y la AIE, por ejemplo, han argumentado que el CCUS ofrece resultados tangibles en la descarbonización y puede contribuir a la competitividad industrial y a nuevas oportunidades económicas.

Sin embargo, durante muchos años se ha considerado que el CCUS es demasiado caro o no está suficientemente probado para aplicarlo a escala. La preocupación por la seguridad del transporte del dióxido de carbono y por su almacenamiento seguro a largo plazo también ha contribuido a la lenta adopción del CCUS. Aunque algunos proyectos industriales a gran escala han funcionado con éxito, la tecnología no se ha desplegado ampliamente a una escala significativa.

Nueva urgencia, nuevas oportunidades

Sin embargo, este panorama está cambiando. La necesidad de adoptar medidas urgentes para reducir las emisiones de carbono ha hecho que se reconozca que se necesita una cartera de tecnologías para hacer frente al cambio climático: en muchas jurisdicciones, el CCUS se considera ahora una necesidad, más que una opción, especialmente en sectores en los que las emisiones son difíciles de reducir (como el cemento, el acero y los productos químicos). Estos sectores difíciles de reducir pueden aprovechar ahora el CCUS para acelerar la reducción de sus emisiones, a diferencia de los sectores en los que los cambios de proceso que reducen las emisiones pueden realizarse más fácilmente. El aumento del coste del carbono ha mejorado el punto de equilibrio de las soluciones de almacenamiento. Ahora hay muchos más proyectos de CCUS planificados o en marcha en Europa, Norteamérica y otras regiones del mundo.

Una parte integral de nuestro enfoque

Nuestras tecnologías CCUS -agrupadas bajo el nombre de "Cryocap™"- representan una de las diversas soluciones de gestión del carbono que ofrecemos a los clientes. Son una parte integral de la estrategia del grupo Air Liquide para descarbonizar, tanto en nuestras propias operaciones como en el apoyo a la transición energética de nuestros clientes. En la actualidad, trabajamos activamente para capturar las emisiones de CO2 de nuestras propias plantas, con 3 proyectos internos en el norte de Europa (el proyecto Porthos CCS en Rotterdam, Antwerp@C y nuestra asociación con TotalEnergies para desarrollar la producción de hidrógeno con bajas emisiones de carbono en la cuenca industrial de Normandía, al tiempo que apoyamos a nuestros clientes en su camino hacia la reducción del carbono. En Air Liquide, nuestro objetivo es la neutralidad en carbono para 2050, con importantes hitos intermedios en 2025 y 2035:

• Empezar a reducir las emisiones absolutas de CO2 en torno a 2025.

• reducir nuestras emisiones de CO2 de alcance uno y dos en un tercio para 2035 en comparación con 2020.

El proceso de CCUS

Los pasos clave del CCUS implican la captura de las emisiones de CO2, que pueden ser capturadas de una amplia gama de procesos industriales como la metalurgia, la fabricación de cemento, la producción de amoníaco e hidrógeno, la fermentación, la combustión y el refinado de hidrocarburos, y otros. La recuperación de CO2 y su posterior purificación y licuación dependen de factores como los costes de la electricidad y el vapor, las características del flujo de CO2 de entrada y las condiciones de salida de CO2 previstas.

Una vez capturado y purificado, el CO2 puede secuestrarse en formaciones geológicas como yacimientos petrolíferos agotados, filones de carbón o acuíferos de aguas profundas, o puede mineralizarse en formaciones rocosas subterráneas basálticas. También puede utilizarse en forma gaseosa o líquida: puede reciclarse para una amplia gama de usos, como la producción de sistemas de refrigeración, sistemas de soldadura, procesos de tratamiento de agua, extintores y bebidas carbonatadas. También se puede utilizar para producir combustibles sintéticos, incluidos los combustibles de aviación sostenibles.

Tecnologías Cryocap™ de Air Liquide

Nuestra gama de tecnologías Cryocap™ se basa en nuestra larga experiencia en la gestión del CO2, desde la captura, la purificación, la licuefacción, hasta el almacenamiento y el transporte. También tenemos experiencia en la mejora del CO2 recuperado y en su suministro a una serie de mercados, como la industria agroalimentaria, el tratamiento del agua y los productos químicos, entre otros, en forma líquida, sólida o gaseosa.

Las tecnologías Cryocap™ se basan en nuestra experiencia líder en el sector de la criogenia, en la que los gases se separan a temperaturas inferiores a las ambientales. La tecnología puede adaptarse a aplicaciones específicas en combinación con otras tecnologías de Air Liquide, incluyendo la absorción a través de disolventes, el uso de membranas y la adsorción por cambio de presión (PSA). Cryocap™FG, por ejemplo, captura el CO2 de los gases de combustión utilizando una tecnología única sin disolventes basada en la combinación de adsorción y criogenia. Es especialmente adecuada para cuando los gases de combustión tienen un contenido de CO2 superior al 15%, en procesos como la producción de cemento, y también es apropiada para el reformado de metano con vapor y el craqueo catalítico fluido (FCC). El proceso asistido por PSA puede generar CO2 gaseoso o líquido a partir de los gases de combustión en un solo paso, con una tasa de captura del 85 al 95%. Cryocap XLL™ permite la licuefacción de CO2 a gran escala, de aproximadamente 700 a 7.000 toneladas por día. Los diseños flexibles y compactos permiten personalizar las plantas al tamaño adecuado, con un OPEX muy bajo y tasas muy altas de recuperación de CO2.

En general, las tecnologías Cryocap™ minimizan la huella de carbono total. Además de su mayor eficiencia intrínseca en comparación con las tecnologías basadas en disolventes, las emisiones se reducen al mínimo al utilizar electricidad en lugar de generación de calor térmico (que suele provocar un aumento de las emisiones de dióxido de carbono por la producción de vapor). Cuando la electricidad generada procede de fuentes renovables, las emisiones evitadas son aún mayores. Cryocap™ maximiza las emisiones de CO2 evitadas al reducir las emisiones indirectas de CO2 y ofrece altos índices de recuperación de CO2 de hasta el 95%.

Los elementos tecnológicos son altamente eficientes y se caracterizan por la integración de los procesos de captura y licuefacción, que tradicionalmente están separados. Ofrecen soluciones compactas y configuraciones flexibles, proporcionando una infraestructura más sencilla que las soluciones basadas en el vapor cuando se necesita CO2 líquido para su transporte por ferrocarril o barco. En algunas aplicaciones, añadir la tecnología Cryocap™ puede mejorar la eficiencia del proceso original y permitir una mayor producción.

La tecnología también es segura, ya que no se utilizan sustancias tóxicas o inflamables. Además, la gran experiencia de Air Liquide en la manipulación segura de gases incluye la gestión del dióxido de carbono. Todos los productos Cryocap™ suministran CO2 gaseoso o líquido a alta presión con un coste adicional mínimo y pueden cumplir las especificaciones de CO2 más estrictas. El proceso también puede ofrecer reducciones de otros contaminantes del proceso, como las emisiones de NOx.

Aumento de la escala

En Air Liquide, hemos pasado de tener plantas piloto y de demostración de CCUS a iniciativas de mayor envergadura y ambición. Aprovechando la experiencia de nuestras instalaciones de Port Jérôme, en Normandía, donde el CO2 capturado se utiliza como suministro para los mercados agroalimentarios, hemos participado en una serie de proyectos de CCUS a escala industrial, durante más de una década. Esta experiencia nos ha permitido no sólo capturar y gestionar volúmenes mucho mayores de CO2, sino desarrollar variantes tecnológicas que tratan una serie de flujos de salida, incluidos los gases de combustión con altas concentraciones de CO2 -del 15 al 30%- y los procedentes de reformadores de metano a vapor (SMR).

El proyecto Azur de la Refinería de Zelanda

Recientemente hemos firmado un contrato con la refinería Zeeland de los Países Bajos, una empresa conjunta de TotalEnergies (55%) y Lukoil (45%). El proyecto prevé una solución de captura y licuefacción de carbono que permitirá capturar más del 90% de las emisiones de las unidades de producción de hidrógeno SMR de la refinería. La iniciativa permitirá evitar unas 800.000 toneladas de CO2 emitidas al año en las instalaciones de Vlissingen. Está previsto que entre en funcionamiento a finales de 2025.

"En Air Liquide, estamos comprometidos a marcar la diferencia en la reducción de las emisiones de CO2 en las instalaciones de producción y para nuestros clientes. Estamos encantados de apoyar el proyecto de la refinería de Zeeland con nuestras innovadoras tecnologías de captura de carbono que contribuirán a la descarbonización del emplazamiento". David Maloney, Vicepresidente del Grupo, Ingeniería y Construcción e Implementación de Capital, Air Liquide.

"El paso de la reducción de las emisiones de CO2 mediante la aplicación de la captura y el almacenamiento de carbono. Al integrar esta tecnología innovadora en el esquema de la refinería existente, la refinería de Zeeland reforzará su posición en el futuro de bajas emisiones de carbono que nos espera" - . Natalie De Muynck, Directora General de la refinería de Zeeland.

Air Liquide proporciona la licencia y el paquete de diseño del proceso como parte del acuerdo. El proyecto forma parte importante del proyecto de descarbonización de la refinería de Zeeland, para producir hidrógeno limpio. Tras la captura, el dióxido de carbono puro licuado se transportará por barco a las plataformas de Total en el Mar del Norte holandés.