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¿Deberemos extraer carbono de la atmósfera para salvarnos?

The ongoing decline in Arctic sea ice hit a new record this year that rocked even the most pessimistic predictions. The low sea ice extent hit 18 percent below the previous record set in just 2007, and was only around half the size it was in 1980. Here, NASA satellites catches a glimpse of the vanishing ice on September 13th, 2012. Image courtesy of NASA.
Este año la continua disminución del hielo en el Océano Ártico llegó a un nuevo récord que sacudió hasta a las predicciones más pesimistas. La baja extensión del hielo marítimo cayó un 18 % por debajo del récord anterior establecido apenas en 2007, y es casi la mitad de lo que era en 1980. En esta foto, los satélites de la NASA captan una imagen fugaz del hielo que desaparece, el 13 de septiembre de 2012. Cortesía de la NASA.


Este año vio la extensión de hielo del Océano Ártico caer a un nuevo e impactante mínimo, mientras Estados Unidos experimentó el mes más caluroso alguna vez registrado (julio), incluso por encima de las temperaturas de la época del Dust Bowl (grandes tormentas de polvo de los años 30). Entretanto, una ola de nuevas investigaciones ha conectado de manera convincente el aumento de eventos de clima extremo, en especial sequias y olas de calor, con el cambio climático mundial, y un informe reciente del grupo DARA y el Foro de Vulnerabilidad Climática descubrió que el cambio climático contribuye a alrededor de 400 000 muertes por año y le cuesta al mundo 1,6 % de su PBI o US$1,2 billones. Todo esto y las temperaturas mundiales han subido solo alrededor de 0,8 grados Celsius (1,44 grados Fahrenheit) desde comienzos del siglo XX. Los científicos predicen que las temperaturas podrían subir entre 1,1 grados Celsius (2 grados Fahrenheit) y un impactante 6,4 grados Celsius (11,5 grados Fahrenheit) para finales de siglo.



A pesar de esto, los gobiernos en el mundo se han demorado en enfrentar el cambio climático; las emisiones de gas de efecto invernadero continúan aumentando año tras año. En muchos aspectos, se están llevando a cabo políticas en sentido contrario: Alemania, una de las economías fuertes más verdes del mundo, está considerando incrementar el uso de carbón; Canadá se ha retirado del Protocolo de Kioto y su gobierno está plenamente comprometido a insertar las arenas bituminosas en el mercado mundial; grandes compañías petrolíferas están perforando el Ártico, en proceso de derretimiento, en busca de más combustibles fósiles; y en la campaña presidencial en los Estados Unidos no hubo ni una sola mención del cambio climático. La falta de movimiento con respecto a este tema en el ámbito político derivó en que algunos científicos estén buscando otras opciones para combatir el cambio climático una vez que el daño sea innegable, inclusive algunas ideas de geoingeniería extremadamente controvertidas. Pero un estudio reciente publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (conocida como PNAS, es una revista científica publicada por la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos) aboga por un enfoque audaz, quizás menos peligroso que las ideas de geoingeniería: extraer físicamente carbono de la atmósfera.



«Si el cambio climático es más rápido de lo esperado, entonces el mundo probablemente pasó de largo los límites aceptables de dióxido de carbono en la atmósfera o los excederá antes de que las emisiones puedan detenerse» le dijo a mongabay.com Klaus Lackner, autor principal del artículo junto con el Instituto de la Tierra de la Universidad de Columbia y miembro de la junta directiva de la empresa Kilimanjaro Energy, dedicada a la captura de carbono atmosférico. «A diferencia de la depuración de gases de combustión [que remueve emisiones de las centrales eléctricas], la captura del aire puede remover más dióxido de carbono del que se emite. Por lo tanto, se puede reducir gradualmente los niveles de CO2 en la atmósfera; no sucederá en una noche, pero sí será más rápido de lo que la naturaleza puede demorar por sí sola».



El gran atractivo de capturar carbono de la atmósfera es que a una escala masiva podría, en teoría, revertir la situación actual. La sociedad mundial está enviando carbono extra a la atmósfera a razón de alrededor de 30 mil millones de toneladas métricas por año, pero la captura de carbono del aire a gran escala podría en realidad producir emisiones negativas al sacar más carbono del que se emite y, en teoría, enfriar el planeta mucho más rápido que esperar a que las emisiones de carbono abandonen la atmósfera naturalmente. El carbono puede permanecer en la atmósfera durante siglos antes de ser captado por los océanos o la vegetación.



Un segundo argumento a su favor: capturar carbono de la atmósfera podría lidiar con emisiones más difíciles aparte de las provenientes de centrales eléctricas, tales como las emisiones de automóviles, aviones y barcos.



«La captura del aire puede compensar por cualquier emisión. Algunas emisiones pueden reducirse con opciones mejores o más económicas (incluso mejor eficiencia), pero algunas emisiones son muy difíciles de eliminar», explica Lackner. «Quizá pueda utilizarse solo para el 10 % del problema, pero ese 10 % es el 10 % más complicado».



Si bien la tecnología se ha demorado por problemas de desarrollo así como por los costos previstos, Lackner está convencido de que estos obstáculos pueden superarse.





Bosques artificiales




Árbol en Colombia. Foto: Rhett A. Butler.



¿Pero cómo funciona? El proceso de capturar carbono de la atmósfera ha sido descripto como «árboles artificiales» ya que es posible que la tecnología emplee torres que básicamente absorberán carbono de la atmósfera, casi como lo hacen las bosques de manera natural. El carbono será absorbido por «absorbentes», un material especial que atrapará el carbono esparcido de la atmósfera en grandes cantidades. Aunque la tecnología necesitará tanto electricidad como agua, las torres de carbono capturarían mucho más carbono del que producirían y, si funcionan con energía renovable, no emitirían nada de carbono.



Los expertos han observado por largo tiempo a los bosques naturales existentes como un modo de mitigar el cambio climático debido a su efectividad en almacenar carbono. Sin embargo, la noción de que los bosques son un modo eficiente de mitigar el cambio climático no ha evitado que el hombre los tale en todo el mundo. Las torres artificiales de carbono serían, en teoría, más poderosas para sacar carbono que los bosques, lo que daría al mundo una herramienta más potente y más rápida para la captura de carbono. Esto no quiere decir que los esfuerzos para proteger los bosques del mundo sean en vano. Los bosques brindan muchos más servicios a la humanidad que solo almacenar carbono, entre ellos, la biodiversidad, la purificación del agua, el estado del suelo, el control de la erosión y otros. A la larga, se podría utilizar una combinación de políticas inteligentes para conservar bosques naturales y la tecnología de los «árboles artificiales» para mitigar el cambio climático.



Los científicos ya anticipan la producción a gran escala de estas pequeñas torres, por medio del artículo de la PNAS donde indican que «en términos de peso y complejidad, una unidad será similar a un automóvil». Hoy en día existen alrededor de mil millones de autos en el mundo. Desde ya que el proceso de construcción de un ejército de torres captadoras de carbono tendrá su propia huella ambiental y, según la electricidad utilizada para la construcción, posiblemente también una huella de carbono. Pero estos impactos no podrán conocerse hasta que las empresas no comiencen a fabricar en masa un diseño elegido.



El artículo plantea que, con la correspondiente urgencia y voluntad política, podría llevar solo una década para que estas tecnologías de captura del carbono reduzcan la «tasa de CO2 en el aire, equivalente a la tasa de emisión actual». Pero para que el planeta vuelva a tener 350 partes por millón de CO2, una concentración que muchos científicos recomiendan para regresar la estabilidad a la atmósfera terrestre, los investigadores estiman que serán necesarios unos 50 años.



¿De carbón atmosférico a combustible líquido?



Una vez capturado el carbono en estas torres absorbentes, los investigadores ven dos opciones: una es almacenar el CO2 y la otra es reciclarlo y convertirlo en combustible líquido que puede utilizarse como una nueva fuente de energía.



«El CO2 puede almacenarse en formaciones salinas profundas o puede convertirse con ciertos minerales en un carbonato sólido que puede almacenarse de manera segura y permanente», explica Lackner. «En la medida en que el mundo utilice combustibles fósiles, necesitará almacenar carbono. La captura del aire puede funcionar con cualquier método de almacenamiento de carbono, pero tiene la ventaja de que puede utilizar sitios remotos de almacenamiento».
Pero también existe una idea más drástica: es posible que el CO2 capturado pueda ser reciclado y convertido en combustible de hidrocarburo líquido, lo que terminaría directamente con la necesidad de hidrocarburos fósiles.




«Por cada tonelada de carbono sacada del aire, otra tonelada de carbono es reutilizada como combustible», explica. «Ahora podemos conducir autos y pilotear aviones sin acarrear baterías y sin sacar petróleo del suelo».



Una vez que el carbono es capturado por estos absorbentes, se podría utilizar energía solar para combinar el CO2 con hidrógeno del agua para crear combustible líquido. Según Lackner, este combustible reciclado podría utilizarse cuando la energía solar no esté disponible, es decir, por la noche, o para alimentar autos, aviones y barcos. Este sistema de circuito de combustible tendría numerosos beneficios adicionales, entre ellos, no más derrames de petróleo, minería de cima de montaña, fractura hidráulica o arenas bituminosas; no más conflictos sobre áreas protegidas o tierras indígenas y la extracción de combustibles fósiles; no más economía mundial dependiente de sitios con combustibles fósiles localizados.




De todas maneras, Lackner advierte que «para que esto funcione, la energía renovable, incluso más que la captura de aire, debería ser más económica». Esto se debe a que para que la tecnología funcione de manera eficiente, sería necesario depender de energías ecológicas como la solar en lugar de simplemente utilizar combustibles fósiles para crear más combustibles fósiles.



Problemas de costos





Niveles de dióxido de carbono en la atmósfera entre 1958 y 2008. Haga clic para agrandar.



El costo de la captura de carbono atmosférico es en la actualidad el mayor obstáculo, con costos previstos que impiden una mayor inversión en investigación y desarrollo. Pero Lackner señala que los cálculos actuales de costos no son confiables ya que la mayoría de las tecnologías se tornan mucho más económicas una vez que se superan los obstáculos de diseño y eficiencia.



«La energía solar es al menos cien veces más económica ahora que al principio. La energía eólica también es mucho más económica ahora. Si aquellos valores altos del comienzo hubieran asustado a los investigadores, estas opciones no se habrían desarrollado», señala. «Si el mundo hubiera prestado atención a tales predicciones, nunca se habrían construido los aviones reactores».



El año pasado un informe de la American Physical Society (Sociedad Estadounidense de Física) disminuyó las esperanzas de capturar carbono atmosférico al estimar los costos en US$600 por tonelada métrica de CO2. Sin embargo, en el artículo de PNAS, Lackner y sus colegas sostienen que los cálculos con respecto a la tecnología son extremadamente volátiles ya que varían entre una suma alta de US$1000 por tonelada métrica de CO2 hasta solo US$30.



«Una estimación precisa hecha hoy sobre costos futuros es simplemente imposible; un sistema que puede construirse ahora debe verse como un hombre de paja que será reemplazado por diseños mejorados», escriben los investigadores y agregan que «No sorprende que los costos estimativos de tecnologías nuevas han sido, por lo general, incorrectos. Los costos de nuevas tecnologías pueden disminuir drásticamente a medida que estas se desarrollan y, como resultado, se genera una producción en masa».



En otras palabras, los investigadores sostienen que los costos estimados hoy, sean altos o bajos, no deberían detener la investigación y el desarrollo en curso de una tecnología que podría jugar un papel clave en la estabilización del clima. Además, si de algo sirve la historia, una vez que los investigadores desarrollen un diseño viable desde el punto de vista comercial, el costo bien podría desplomarse. Además, si reciclar carbono y convertirlo en combustible se torna factible, sería un incentivo económico adicional. Pero, dado que la tecnología todavía está en sus comienzos, todo esto es pensar a lo grande.



«Hoy en día, la comunidad investigadora [de captura y almacenamiento de carbono] parece más concentrada en mejoras progresivas que permitan estimaciones de costos justificables de una técnica en lugar de en experimentos con conceptos más innovadores», escriben los investigadores. Esta timidez ha sido exacerbada por un costo meta establecido en un principio por el Departamento de Energía de los Estados Unidos en US$3 por tonelada de CO2 para las tecnologías de captura de carbono, una meta que los científicos llaman «irracional».



Por último, los costos aceptables para la tecnología podrían cambiar rápidamente una vez que exista una total comprensión de la escala del cambio climático y sus estragos en la economía y el bienestar mundiales.



«Si el cambio climático fuera percibido en el mundo como una sería calamidad, la captura de aire como medida de emergencia sería valuada en costos mucho mayores a US$100/t de CO2», escriben los investigadores.



Sin excusas



Los beneficios potenciales de la captura de carbono atmosférico no deben darle a la sociedad un falso sentido de satisfacción con respecto al cambio climático, agrega el informe de los autores. Por un lado, existen todavía muchas incertidumbres sobre la tecnología y su costo final; por otro lado, el tiempo no está de nuestro lado.



«El tiempo disponible [para evitar un cambio climático devastador] es poco y se necesitan acciones en todos los frentes», escriben los investigadores. «Los costos de mitigación del carbono no disminuirán hasta que no se tomen cartas en el asunto».



Según los escritores, la sociedad no solo debe comenzar a recortar las emisiones de carbono más enérgicamente, sino también comenzar a invertir más en técnicas de mitigación prometedoras que prevengan el desastre climático.



«El aprendizaje por experiencia no se logrará si no se hace nada que nos dé experiencia», dice Lackner. «Por lo tanto, el próximo paso es utilizar la captura de aire en aplicaciones comerciales que necesiten CO2».






CITA: Klaus S. Lackner, Sarah Brennan, Jürg M. Matter, A.-H. Alissa Park, Allen Wright, and Bob van der Zwaan. The urgency of the development of CO2 capture from ambient air. PNAS. 2012. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1108765109.