Eliminación de dióxido de carbono
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Este artículo trata sobre la eliminación de dióxido de carbono de la atmósfera. Para conocer las tecnologías que eliminan el dióxido de carbono de fuentes puntuales, consulte Captura y almacenamiento de carbono .

Plantar árboles es un medio para eliminar el dióxido de carbono.

La eliminación de dióxido de carbono (CDR), también conocida como emisiones negativas de CO 2 , es un proceso en el que el gas de dióxido de carbono ( CO 2 ) se elimina de la atmósfera y se secuestra durante largos períodos de tiempo. [1] [2] [3] Del mismo modo, la eliminación de gases de efecto invernadero (GGR) o las emisiones de gases de efecto invernadero negativo es la eliminación de gases de efecto invernadero (GEI) de la atmósfera por las actividades humanas deliberadas, es decir, además de la eliminación que se produciría a través de ciclo natural del carbono o procesos de química atmosférica. [4] En el contexto del cero netoobjetivos de emisiones de gases de efecto invernadero , [5] CDR se integra cada vez más en la política climática, como un nuevo elemento de las estrategias de mitigación. [6] Los métodos CDR y GGR también se conocen como tecnologías de emisiones negativas (NET) y pueden ser más baratos que prevenir algunas emisiones de gases de efecto invernadero agrícolas . [7]

Los métodos CDR incluyen forestación , prácticas agrícolas que secuestran carbono en los suelos, bioenergía con captura y almacenamiento de carbono , fertilización oceánica , meteorización mejorada y captura directa de aire cuando se combina con almacenamiento. [2] [8] [9] Para evaluar si las emisiones negativas netas se logran mediante un proceso en particular, se debe realizar un análisis integral del ciclo de vida del proceso.

Un informe de consenso de 2019 de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina de EE. UU. Concluyó que al usar los métodos CDR existentes a escalas que se pueden implementar de manera segura y económica, existe la posibilidad de eliminar y secuestrar hasta 10 gigatoneladas de dióxido de carbono por año. [7] Esto compensaría las emisiones de gases de efecto invernadero a aproximadamente una quinta parte de la tasa a la que se producen.

En 2021, el IPCC dijo que las vías de emisión que limitan el calentamiento promedio global a 1,5 ° C o 2 ° C para el año 2100 suponen el uso de enfoques CDR en combinación con reducciones de emisiones. [10] [11]

Definiciones

Parte de una serie sobre el
Ciclo del carbono
Por regiones
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  • bosque boreal
  • Geoquímica
Dióxido de carbono
  • En la atmósfera
  • Acidificación oceánica
  • Eliminación
  • Medidas satelitales
Formas de carbono
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  • Kerógeno
Vías metabólicas
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  • Quimiosíntesis
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    • C4
Respiración de carbono
  • Respiración del ecosistema
  • Producción neta del ecosistema
  • Fotorrespiración
  • Respiración del suelo
Bombas de carbono
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  • Bomba de solubilidad
  • Bomba de lípidos
  • Nieve marina
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  • Bomba de ballena
  • Bomba de plataforma continental
Secuestro de carbón
  • Biosequestración
  • Sumidero de carbono
  • Almacenamiento de carbono en el suelo
  • Almacenamiento oceánico de dióxido de carbono
  • Sedimento marino
    • sedimento pelágico
Metano
  • Metano atmosférico
  • Metanogénesis
  • Emisiones de metano
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  • Clatrato de dióxido de carbono
Biogeoquímico
  • Ciclos marinos
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  • Gran cinturón de calcita
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Lista
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  • Biosfera profunda
  • Observatorio de carbono profundo
  • Proyecto Global de Carbono
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  • Reequilibrio del ciclo del carbono
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  • Red de observación de la columna de carbono total
  • C4MIP
  • CO2SYS
  • v
  • t
  • mi

El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático define CDR como:

Actividades antropogénicas que eliminan el CO 2 de la atmósfera y lo almacenan de forma duradera en depósitos geológicos, terrestres u oceánicos, o en productos. Incluye la mejora antropogénica existente y potencial de sumideros biológicos o geoquímicos y la captura y almacenamiento directo de aire, pero excluye la absorción natural de CO 2 no causada directamente por actividades humanas. [1]

Las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina (NASEM), con sede en Estados Unidos, utilizan el término "tecnología de emisiones negativas" con una definición similar. [7]

El concepto de reducir deliberadamente la cantidad de CO 2 en la atmósfera a menudo se clasifica erróneamente con el manejo de la radiación solar como una forma de ingeniería climática [ contradictorio ] y se asume que es intrínsecamente riesgoso. [7] [ necesita cotización para verificar ] De hecho, CDR aborda la causa raíz del cambio climático y es parte de las estrategias para reducir las emisiones netas. [2]

Conceptos que utilizan terminología similar

La CDR se puede confundir con la captura y almacenamiento de carbono (CCS), un proceso en el que el dióxido de carbono se recolecta de fuentes puntuales como las centrales eléctricas de gas , cuyas chimeneas emiten CO 2 en una corriente concentrada. El CO 2 se comprime entonces y secuestrado o utilizada. [1] Cuando se utiliza para secuestrar el carbono de una planta de energía a gas, el CCS reduce las emisiones del uso continuo de la fuente puntual, pero no reduce la cantidad de dióxido de carbono que ya se encuentra en la atmósfera.

Potencial de mitigación del cambio climático

Es probable que el uso de CDR en paralelo con otros esfuerzos para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, como el despliegue de energía renovable , sea menos costoso y perjudicial que usar otros esfuerzos por sí solo. [7] Un informe de estudio de consenso de 2019 realizado por NASEM evaluó el potencial de todas las formas de CDR distintas de la fertilización oceánica que podrían implementarse de manera segura y económica utilizando las tecnologías actuales, y estimó que podrían eliminar hasta 10 gigatoneladas de CO 2 por año si se completaran desplegado en todo el mundo. [7] Esto es una quinta parte de las 50 gigatoneladas de CO 2 emitidas por año por las actividades humanas. [7]En el análisis del IPCC de 2018 sobre las formas de limitar el cambio climático, todas las vías de mitigación analizadas que evitarían más de 1,5 ° C de calentamiento incluyeron medidas de CDR. [12]

Algunas vías de mitigación proponen lograr tasas más altas de CDR a través del despliegue masivo de una tecnología; sin embargo, estas vías asumen que cientos de millones de hectáreas de tierras de cultivo se convierten en cultivos de biocombustible . [7] La investigación adicional en las áreas de captura directa de aire , secuestro geológico de dióxido de carbono y mineralización de carbono podría producir avances tecnológicos que hagan económicamente factibles tasas más altas de CDR. [7]

El informe del IPCC de 2018 dijo que depender del despliegue a gran escala de CDR sería un "riesgo importante" para lograr el objetivo de menos de 1,5 ° C de calentamiento, dadas las incertidumbres sobre la rapidez con la que se puede desplegar CDR a escala. [12] Las estrategias para mitigar el cambio climático que dependen menos de los CDR y más del uso sostenible de la energía conllevan menos de este riesgo. [12] [13] La posibilidad de un despliegue futuro de CDR a gran escala se ha descrito como un riesgo moral , ya que podría conducir a una reducción de los esfuerzos a corto plazo para mitigar el cambio climático. [14] [7] El informe NASEM de 2019 concluye:

Cualquier argumento para retrasar los esfuerzos de mitigación porque los NET proporcionarán un respaldo tergiversa drásticamente sus capacidades actuales y el ritmo probable del progreso de la investigación. [7]

Secuestro de carbón

Artículo principal: secuestro de carbono

Los bosques, los lechos de algas marinas y otras formas de vida vegetal absorben dióxido de carbono del aire a medida que crecen y lo unen a la biomasa. Como el uso de plantas como sumideros de carbono puede deshacerse por eventos como incendios forestales , se ha cuestionado la confiabilidad a largo plazo de estos enfoques.

El dióxido de carbono que se ha eliminado de la atmósfera también se puede almacenar en la corteza terrestre inyectándolo en el subsuelo o en forma de sales de carbonato insolubles ( secuestro de minerales ). Esto se debe a que están eliminando carbono de la atmósfera y secuestrándolo de forma indefinida y presumiblemente durante un período considerable (de miles a millones de años).

Métodos

Manejo de forestación, reforestación y silvicultura

Ver también: Deforestación y cambio climático y Reforestación

Según la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza : "Detener la pérdida y degradación de los sistemas naturales y promover su restauración tiene el potencial de contribuir con más de un tercio del total de mitigación del cambio climático que los científicos dicen que se requiere para 2030". [15]

Los bosques son vitales para la sociedad humana, los animales y las especies vegetales. Esto se debe a que los árboles mantienen nuestro aire limpio, regulan el clima local y proporcionan un hábitat para numerosas especies. Los árboles y las plantas vuelven a convertir el dióxido de carbono en oxígeno mediante la fotosíntesis. Son importantes para regular los niveles de CO 2 en el aire, ya que eliminan y almacenan carbono del aire. Sin ellos, la atmósfera se calentaría rápidamente y desestabilizaría el clima. [dieciséis]

Los bosques tienen las tasas más altas de eliminación de dióxido de carbono [ aclaración necesaria ] que oscilan entre 4.5 y 40.7 toneladas de CO2 por año durante los primeros 20 años de crecimiento. La deforestación conduce a la pérdida del sumidero de CO2 atmosférico y al secuestro de carbono , lo que amenaza los esfuerzos para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera y mitigar el cambio climático. [1] [ verificación fallida ]

Biosequestración

La biosequetación es la captura y almacenamiento del dióxido de carbono del gas de efecto invernadero atmosférico mediante procesos biológicos continuos o mejorados. Esta forma de secuestro de carbono ocurre a través de mayores tasas de fotosíntesis a través de prácticas de uso de la tierra como la reforestación , el manejo forestal sostenible y la ingeniería genética . La Iniciativa de aprovechamiento de plantas SALK dirigida por Joanne Chory es un ejemplo de una iniciativa de fotosíntesis mejorada [17] [18] Secuestro de carbono mediante Los procesos biológicos afectan el ciclo global del carbono .

Practicas de la agricultura

Ver también: Cambio climático y agricultura § Impacto de la agricultura en el cambio climático
Esta sección es un extracto de la agricultura de carbono . [ editar ]
Medición de la respiración del suelo en tierras agrícolas.
El cultivo de carbono es el nombre de una variedad de métodos agrícolas destinados a secuestrar el carbono atmosférico en el suelo y en las raíces de los cultivos, la madera y las hojas. El objetivo de la agricultura de carbono es aumentar la velocidad a la que el carbono se secuestra en el suelo y el material vegetal con el objetivo de crear una pérdida neta de carbono de la atmósfera. [19] Aumentar el contenido de materia orgánica del suelo puede ayudar al crecimiento de las plantas, aumentar el contenido total de carbono, mejorar la capacidad de retención de agua del suelo [20] y reducir el uso de fertilizantes. [21] [22] A partir de 2016, las variantes de cultivo de carbono alcanzaron cientos de millones de hectáreas a nivel mundial, de los casi 5 mil millones de hectáreas (1.2× 10 10 acres) de tierras agrícolas mundiales. [23] [24] Además de las actividades agrícolas, la ordenación forestal también es una herramienta que se utiliza en el cultivo de carbono. [25] La práctica del cultivo de carbono a menudo es realizada por propietarios de tierras individuales a quienes se les da un incentivo para usar e integrar métodos que secuestrarán carbono a través de políticas creadas por los gobiernos. [26] Los métodos de cultivo de carbono normalmente tendrán un costo, lo que significa que los agricultores y propietarios de tierras normalmente necesitan una forma en la que puedan beneficiarse del uso del cultivo de carbono y los diferentes gobiernos tendrán diferentes programas. [26] Las posibles alternativas de secuestro al cultivo de carbono incluyen la eliminación de CO2 del aire con máquinas.( captura directa de aire ); fertilizar los océanos para provocar la proliferación de algas que, después de la muerte, transportan carbono al fondo del mar [27] , almacenar el dióxido de carbono emitido por la generación de electricidad; y tipos de rocas trituradoras y esparcidas, como el basalto, que absorben carbono atmosférico. [22] Las técnicas de gestión de la tierra que se pueden combinar con la agricultura incluyen plantar / restaurar bosques, enterrar el biocarbón producido por biomasa convertida anaeróbicamente y restaurar humedales. (Los lechos de carbón son los restos de marismas y turberas ). [28]

Restauración de humedales

Esta sección es un extracto de Blue carbon . [ editar ]
Estimaciones del valor económico de los ecosistemas de carbono azul por hectárea. Basado en datos de 2009 de UNEP / GRID-Arendal. [29] [30]
El carbono azul es el secuestro de carbono (la eliminación de dióxido de carbono de la atmósfera terrestre) por los ecosistemas oceánicos y costeros del mundo , principalmente por algas, pastos marinos , macroalgas , manglares , marismas y otras plantas en los humedales costeros . Esto ocurre a través del crecimiento de las plantas y la acumulación y enterramiento de materia orgánica en el suelo. Debido a que los océanos cubren el 70% del planeta, la restauración del ecosistema oceánico tiene el mayor potencial de desarrollo de carbono azul. La investigación está en curso, pero en algunos casos se ha descubierto que este tipo de ecosistemas eliminan mucho más carbono que los bosques terrestres y lo almacenan durante milenios.

Bioenergía con captura y almacenamiento de carbono

Esta sección es un extracto de Bioenergía con captura y almacenamiento de carbono . [ editar ]

La bioenergía con captura y almacenamiento de carbono (BECCS) es el proceso de extraer bioenergía de la biomasa y capturar y almacenar el carbono , eliminándolo de la atmósfera. [31] El carbono de la biomasa proviene del dióxido de carbono (CO 2 ), un gas de efecto invernadero, que la biomasa extrae de la atmósfera cuando crece. La energía se extrae en formas útiles (electricidad, calor, biocombustibles, etc.) ya que la biomasa se utiliza mediante combustión, fermentación, pirólisis u otros métodos de conversión. Parte del carbono de la biomasa se convierte en CO 2 o biocarbón.que luego pueden almacenarse mediante secuestro geológico o aplicación terrestre, respectivamente, lo que permite la eliminación de dióxido de carbono y convierte a BECCS en una tecnología de emisiones negativas. [32]

El Quinto Informe de Evaluación del IPCC del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) sugiere un rango potencial de emisiones negativas de BECCS de 0 a 22 giga toneladas por año. [33] En 2019 , cinco instalaciones en todo el mundo utilizaban activamente tecnologías BECCS y capturaban aproximadamente 1,5 millones de toneladas por año de CO 2 . [34] El amplio despliegue de BECCS está limitado por el costo y la disponibilidad de biomasa. [35] [36]

Biocarbón

Artículo principal: Biochar

El biocarbón se crea por pirólisis de biomasa y se está investigando como método de secuestro de carbono . El biocarbón es un carbón vegetal que se utiliza con fines agrícolas y que también ayuda en el secuestro de carbono , la captura o retención de carbono. Se crea mediante un proceso llamado pirólisis, que es básicamente el acto de calentar la biomasa a alta temperatura en un entorno con bajos niveles de oxígeno. Lo que queda es un material conocido como carbón, similar al carbón vegetal pero elaborado mediante un proceso sostenible, de ahí el uso de biomasa. [37] La biomasa es materia orgánica producida por organismos vivos o organismos vivos recientemente, más comúnmente plantas o material de origen vegetal.[38] Un estudio realizado por el Centro de Investigación de Biochar del Reino Unido ha declarado que, en un nivel conservador, el biochar puede almacenar 1 gigatonelada de carbono por año. Con un mayor esfuerzo en la comercialización y aceptación del biocarbón, el beneficio podría ser el almacenamiento de 5 a 9 gigatoneladas por año de carbono en suelos de biocarbón. [39] [se necesita una mejor fuente ]

Envejecimiento mejorado

Artículo principal: meteorización mejorada

La meteorización mejorada es un enfoque químico para eliminar el dióxido de carbono mediante técnicas terrestres o oceánicas. Un ejemplo de una técnica de meteorización mejorada basada en tierra es la carbonatación in situ de silicatos. La roca ultramáfica , por ejemplo, tiene el potencial de almacenar emisiones de CO 2 de cientos a miles de años , según las estimaciones. [40] [41] Las técnicas basadas en el océano implican una mejora de la alcalinidad, como triturar, dispersar y disolver olivino, piedra caliza, silicatos o hidróxido de calcio para abordar la acidificación del océano y el secuestro de CO 2 . [42] Un ejemplo de un proyecto de investigación sobre la viabilidad de la meteorización mejorada es el proyecto CarbFix en Islandia.[43] [44] [45]

Captura directa de aire

Esta sección es un extracto de Captura directa de aire . [ editar ]
Diagrama de flujo del proceso de captura directa de aire que utiliza hidróxido de sodio como absorbente e incluye la regeneración del disolvente.

La captura directa de aire (DAC) es un proceso de captura de dióxido de carbono ( CO 2 ) directamente del aire ambiente (en lugar de capturarlo de fuentes puntuales , como una fábrica de cemento o una planta de energía de biomasa ) y generar una corriente concentrada de CO 2 para secuestro o utilización o producción de gas eólico y combustible neutro en carbono . La eliminación del dióxido de carbono se logra cuando el aire ambiente entra en contacto con medios químicos, típicamente un solvente alcalino acuoso [46] o absorbentes. . [47] Estos medios químicos se eliminan posteriormente de CO 2 mediante la aplicación de energía (es decir, calor), lo que da como resultado una corriente de CO 2 que puede sufrir deshidratación y compresión, mientras que simultáneamente se regeneran los medios químicos para su reutilización.

El DAC fue sugerido en 1999 y todavía está en desarrollo, [48] [49] aunque varias plantas comerciales están en operación o planeando en Europa y los Estados Unidos. La implementación de DAC a gran escala puede acelerarse cuando se conecta con casos de uso económicos o incentivos de políticas.

El DAC no es una alternativa a la captura y almacenamiento de carbono de fuente puntual (CCS) tradicional, pero se puede utilizar para gestionar las emisiones de fuentes distribuidas, como los gases de escape de los automóviles. Cuando se combina con el almacenamiento a largo plazo de CO 2 , el DAC puede actuar como una herramienta de eliminación de dióxido de carbono, aunque a partir de 2021 no es rentable porque el costo por tonelada de dióxido de carbono es varias veces el precio del carbono .

Fertilización del océano

Esta sección es un extracto de la fertilización del océano . [ editar ]
Reproducir medios
Una visualización de las poblaciones de flores en los océanos Atlántico Norte y Pacífico Norte desde marzo de 2003 hasta octubre de 2006. Las áreas azules son deficientes en nutrientes. El verde al amarillo muestra las flores alimentadas por el polvo de las masas terrestres cercanas. [50]
La fertilización o nutrición de los océanos es un tipo de ingeniería climática basada en la introducción intencionada de nutrientes en la capa superior del océano [51] para aumentar la producción de alimentos marinos [52] y eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera. Se han propuesto varias técnicas, incluida la fertilización con hierro , urea y fósforo . Pero la investigación a principios de la década de 2020 sugirió que solo podría secuestrar permanentemente una pequeña cantidad de carbono. [53]

Cuestiones

Problemas económicos

Más información: Economía de la mitigación del cambio climático y Economía del cambio climático

Un tema crucial para el CDR es el costo, que difiere sustancialmente entre los diferentes métodos: algunos de ellos no están lo suficientemente desarrollados para realizar evaluaciones de costos. En 2021, el DAC costó de $ 250 a $ 600 por tonelada, en comparación con menos de $ 50 para la mayor parte de la reforestación. [54] A principios de 2021, el precio del carbono en la UE era ligeramente superior a 50 dólares. Sin embargo, el valor de BECCS y CDR generalmente en modelos de evaluación integrados a largo plazo depende en gran medida de la tasa de descuento . [55]

El 21 de enero de 2021, Elon Musk anunció que estaba donando $ 100 millones para un premio a la mejor tecnología de captura de carbono. [56]

Otros asuntos

El CDR se enfrenta a problemas comunes a todas las formas de ingeniería climática , incluido el riesgo moral. [ cita requerida ]

Eliminación de otros gases de efecto invernadero

Aunque algunos investigadores han sugerido métodos para eliminar el metano , otros dicen que el óxido nitroso sería un mejor tema de investigación debido a su mayor vida útil en la atmósfera. [57]

Ver también

  • Lavador de dióxido de carbono
  • Combustible neutro en carbono
  • Escenarios de mitigación del cambio climático
  • Ingeniería climática
  • Lista de tecnologías emergentes
  • Peróxido de litio
  • Economía baja en carbono
  • Desafío Virgin Earth

Bibliografía

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    • Resumen para formuladores de políticas , 32 págs.
    • Declaraciones de titulares , 2 págs.
    • Resumen técnico , 22 págs.
    • Preguntas frecuentes , 24 págs.
    • Glosario , 24 págs.

Referencias

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enlaces externos

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