Los ganadores del X-Prize utilizan las emisiones de CO2 para crear hormigón
En un día de nieve en abril de 2022, el entonces gobernador Matt Mead de Wyoming anunció un concurso que esperaba salvaría la industria del carbón en apuros del estado. El propósito del juego es simple, incluso si lograr su objetivo no lo es.
El objetivo es encontrar una manera de convertir las emisiones de CO2 en un producto comercializable. El lugar será una central eléctrica de carbón en Gillette, Wyoming.
El ganador del concurso de Wyoming dividirá el premio de $15 millones con el ganador de un concurso similar para una planta de energía a gas en Alberta. Cada uno de los semifinalistas recibirá un premio de 5 millones de dólares.
Se presentaron equipos de todo el mundo.
«Estamos buscando personas que cambien las reglas del juego en el mundo», dijo Meade, quien renunció en 2022, a una multitud reunida en la estación Dry Fork en las afueras de Gillette.
Es poco probable que la respuesta que surja dentro de cinco años ahorre carbón, pero podría sentar las bases para ecologizar algunas de las industrias más difíciles de descarbonizar del mundo. XPrize, la organización sin fines de lucro con sede en California que administra la competencia, anunció hoy que seleccionó a dos fabricantes de concreto verde como ganadores del gran premio de $15 millones.
El anuncio mostró de inmediato tanto la promesa como los límites de la utilización del carbono, la idea de que las emisiones de CO2 podrían convertirse en productos como fibra de carbono, hormigón e incluso nanotubos de carbono. También destaca cuánto ha cambiado el mundo de la energía en solo cinco años.
Los equipos ganadores de Alberta y Wyoming demostraron el proceso de uso de dióxido de carbono para fortalecer el concreto y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
La empresa emergente CarbonCure Technologies, con sede en Canadá, ganó una competencia en Alberta para demostrar que puede inyectar dióxido de carbono en aguas residuales de concreto y convertirlo en minerales para fortalecer el concreto.
El ganador UCLA CarbonBuilt en Wyoming inyectó CO2 en la mezcla de concreto mientras curaba, fortaleciendo el producto final y reduciendo su huella de carbono en más del 50%.
El hormigón, el producto final del cemento, es una fuente importante de emisiones globales. Para hacer cemento, la piedra caliza y otros materiales arcillosos se calientan en grandes hornos y se convierten en una masa grumosa llamada escoria. Luego se combina con yeso para hacer cemento.
El Global Carbon Project estima que el calentamiento de la piedra caliza representó el 4% de las emisiones totales en 2022. Esta cifra no incluye las emisiones de energía requeridas para alimentar estos hornos. Un punto más: a medida que China y otros países se desarrollan rápidamente, también lo hacen las emisiones de cemento.
«Es por eso que es muy emocionante, creo que dos empresas que son realmente relevantes para un mercado enorme, una industria enorme y que realmente pueden reducir las emisiones de CO2, porque ese es el punto: soluciones que realmente pueden escalar y tener un impacto en el clima». dijo Marcius Extavour, Director Ejecutivo de Operaciones de Precios de Energía y Recursos en XPrize.
Los expertos dicen que si bien ambos finalistas reducen la huella de carbono del concreto, no necesariamente reducen las emisiones de la producción de cemento. Tanto CarbonCure como CarbonBuilt requieren una fuente de CO2 para curar el concreto. El CO2 puede provenir de plantas de cemento, plantas de energía, plantas de etanol o posiblemente de la atmósfera.
Según David Keith, profesor de Harvard que fundó Carbon Engineering, una startup de captura directa de aire, las emisiones de estas instalaciones superan con creces al mercado de productos de carbono. Por ejemplo, si los formuladores de políticas estuvieran preocupados por las emisiones de cemento, sería más apropiado exigir la captura y el almacenamiento de carbono en las plantas de cemento. Sin embargo, esos proyectos serían costosos y políticamente difíciles, dijo.
Dijo que la competencia XPrize es preocupante porque podría reducir la presión política sobre las industrias altamente contaminantes, como los productores de carbón y arenas bituminosas canadienses. Las empresas pueden afirmar que están reduciendo las emisiones, pero la reducción real es muy pequeña. La competencia XPrize está patrocinada por la empresa de servicios públicos estadounidense NRG Energy Inc. y Oil Sands Innovation Alliance de Canadá.
«Esencialmente, generamos 40 gigatoneladas de desechos de CO2 al año, y no necesitamos mucho. Se necesitan algunos controles de la realidad», dijo Keith. “Es una distracción política que en realidad no resuelve el problema”.
Otros son más optimistas. Julio Friedmann, investigador principal del Centro para la Captura y Utilización de Carbono de la Universidad de Columbia, dijo que la utilización de carbono puede crear incentivos económicos para que las empresas aborden las emisiones, lo cual es especialmente importante en industrias como la del cemento que han luchado por lograr una economía verde. Política.
Es probable que el creciente mercado del hormigón verde facilite más innovaciones, lo que resultará en una mayor eficiencia y costos reducidos. Aquí hay otro punto: el gobierno de EE. UU. controla el 50 por ciento del mercado nacional de concreto y Washington ejerce una influencia enorme sobre las emisiones de la industria. La propuesta de infraestructura del presidente Biden incluye disposiciones que exigen estándares de adquisiciones verdes.
«Es útil pensar en él como un Tipo A o un Tipo T. Este es el primer cambio en la formulación de concreto en 200 años», dijo Friedman. «No significa ser todo sobre el espacio climático. Significa ser parte de algo de lo que es difícil deshacerse».
Agregó: «No es un salvavidas para las compañías de carbón. Es una forma de hacer el bien haciendo el bien. Al final del día, a la gente le gusta la utilización de CO2 no porque resuelva el problema climático, sino porque estás haciendo cosas y haciendo dinero… …Si queremos cambiar la forma en que construimos las cosas, necesitamos que las empresas prueben en línea, lo que parece funcionar en este caso».
Los defensores del uso del carbono reconocen las limitaciones de estas tecnologías y señalan que el mundo emite muchas veces más emisiones de las que pueden absorber los mercados de productos de carbono. Pero argumentan que la utilización puede ser una pieza importante del rompecabezas de la acción climática, ya que ofrece soluciones para una industria con pocas alternativas ecológicas.
300 plantas de hormigón ya han instalado una versión temprana de la tecnología CarbonCure. La empresa utiliza principalmente dióxido de carbono de las instalaciones de etanol para infundir mezclas de hormigón y espera reducir las emisiones de CO2 en 500 millones de toneladas al año para 2030.
A diferencia de la captura de carbono tradicional, que inyecta dióxido de carbono en un pozo de procesamiento subterráneo, convertir el gas en un mineral tiene el beneficio adicional de almacenarlo permanentemente, dijo Jennifer Wagner, presidenta de CarbonCure.
«Cada tonelada que inyectamos se mineraliza permanentemente y nunca se libera. Así que creo que hay que pensar en los matices de qué soluciones se eliminan temporalmente y cuáles son permanentes», dijo. «Realmente necesitamos un enfoque combinado para lograr nuestros objetivos climáticos. Aquí no hay una bala de plata. Necesitamos todas las herramientas en la caja de herramientas».
CarbonBuilt, una división de la Escuela de Ingeniería Samueli de la UCLA, está buscando una manera de ayudar a la industria de la construcción mundial en rápido crecimiento a volverse ecológica, dijo Gaurav Sant, profesor de ingeniería civil y ambiental en el Instituto de Gestión del Carbono de la UCLA. La compañía ahora busca aplicar su tecnología en un entorno comercial.
Al inyectar CO2 en la mezcla de cemento, la empresa reduce efectivamente la huella de CO2 de la producción de cemento y crea un producto que es más fuerte que las alternativas. La forma más barata, dijo, sería poner la tecnología de CarbonBuilt en una planta de carbón o cemento, donde puede obtener la forma más barata de dióxido de carbono.
«La atmósfera es agnóstica sobre el origen del dióxido de carbono. Por lo tanto, cualquier reducción en las emisiones de dióxido de carbono que se haya logrado tiene sentido», dijo. «Creo que nuestra propuesta de valor realmente depende de lo que hagamos con el volumen de producción de cemento que obviamente es fundamental para el mundo en el que vivimos, ¿cómo reducimos la intensidad de carbono de esa industria? Número dos, ¿cómo tratamos de aprovechar lo que podemos de manera rentable Cualquier fuente de CO2 que se utilice de manera eficiente, entregar concreto al mercado de la construcción es exactamente lo que queremos, no solo desde un punto de vista de ingeniería, sino también desde un punto de vista social, y cómo podemos hacerlo al menor costo posible».
Si existe la esperanza de que la utilización del carbono pueda ayudar al cemento verde, los expertos dicen que el futuro no es tan brillante para una industria como la del carbón. Las emisiones del carbón son demasiado grandes para ser absorbidas por productos como el hormigón verde.
Esto sugiere un cambio fundamental en el mundo de la energía. Aplicar la captura de carbono a las centrales eléctricas de carbón era un objetivo común de la industria hace una década. Es este pensamiento el que impulsa al XPrize a posicionar a su competencia como un par de centrales eléctricas.
Pero una década de gas natural barato y energías renovables de bajo costo ha cambiado fundamentalmente la perspectiva del sector energético, especialmente en los EE. UU., donde muchas plantas a carbón están entrando en las últimas etapas de sus ciclos de vida.
«La electricidad es un caso de prueba importante, pero creo que siempre hemos sabido que estas tecnologías se utilizarán donde mejor se adapten. Para el cemento y el hormigón, tal vez en realidad se utilicen como fuentes de cemento y hormigón». Extavour dijo. «Realmente creo que la flexibilidad es en realidad una ventaja en lugar de pensar que tiene que existir de esa manera».
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