El principal cuestionamiento al uso del carbón en la generación de energía eléctrica radica en los efectos directos en el calentamiento global que produce el anhídrido carbónico (CO2), emitido en el proceso de combustión del mineral en las carboeléctricas. Por otro aspecto, existe un amplio consenso internacional de que la demanda energética mundial seguirá aumentando y también de que una parte sustancial de la misma, ya sea en generación de electricidad o en su empleo por un amplio sector de industrias, continuará siendo cubierta por el carbón, el combustible más barato y ampliamente distribuido que existe en el planeta.

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En estas condiciones uno de los grandes retos de la investigación energética se centra hoy en el desarrollo de tecnologías para la captura, transporte, almacenamiento y usos del CO2 (CAC). Colombia, con una de las mayores reservas de carbón en el mundo y donde el sector eléctrico se debe preparar desde ya para enfrentar un inminente déficit de oferta eléctrica causada por el accidente de Hidroituango, la investigación sobre CAC debe ser prioritaria, casi un asunto de seguridad nacional.

El libro Captura de CO2: Tecnologías para una captación a gran escala”, publicado en el 2015 por la Plataforma tecnológica española del CO2, contiene una buena guía para ilustrar los avances logrados en CAC en los grandes focos de emisión de CO2, tales como las plantas de generación carboeléctrica, donde el objetivo de la captura es tener una corriente concentrada de grandes cantidades de CO2 para su posterior compresión, transporte y almacenamiento permanente en espacios seguros.

Las centrales térmicas así como las industrias que utilizan masivamente el carbón en sus procesos productivos, tales como las cementeras, las acerías y las cerámicas, son grandes fuentes estacionarias de emisiones de CO2. El desafío tecnológico es transformar los procesos existentes en sistemas que generen el mismo producto energético, pero con una corriente de CO2 separada y comprimida para su confinamiento permanente en espacios subterráneos, aislados de la atmósfera, tales como los dejados por antiguos campos petroleros o por minas abandonadas.

Los sistemas de captura del CO2 en estudio se clasifican en post-combustión, pre-combustión y oxi-combustión:

1. Sistema post-combustión. El objetivo es separar el CO2 que se encuentra diluido en el resto de componentes de un gas de combustión, obtenido al quemar con aire el carbón. La infraestructura energética instalada hoy se basa en procesos mayoritariamente de combustión con aire, hacia los cuales irían dirigidos los procesos de captura por post-combustión. La principal dificultad del CAC es lo diluido del CO2 en la corriente efluente de la combustión.

2. Sistema pre-combustión. El combustible se transforma en una mezcla gaseosa de hidrógeno (H2) y CO2, de la cual el H2 puede ser separado y utilizado como combustible limpio. Los pasos de conversión del combustible requeridos son más complejos que los procesos necesarios en postcombustión, por lo que no es la tecnología más adecuada para aplicar a la mayoría de las plantas de generación eléctrica existentes. Sin embargo, es la tecnología que la industria química utiliza desde hace décadas para producir H2, CO2, amoniaco y otros productos que requieren la separación del CO2, a partir de la combustión de combustibles fósiles en plantas a escalas similares a las requeridas en la generación de electricidad

3. Sistema oxi-combustión. Consiste en la combustión del combustible en presencia de oxígeno puro en lugar de aire, lo que incrementa la concentración de CO2 en el gas efluente, facilitando su separación final antes del almacenamiento. Su única objeción sería el incremento de la inversión por razón de las instalaciones para producir el oxígeno in situ.

Aunque en el estado en que se encuentra hoy el desarrollo de la CAC puede significar inversiones adicionales que incrementan los costos de producción en las centrales carboeléctricas y en las plantas que requieren carbón en su proceso industrial, se considera que mientras no se tengan sistemas de almacenamiento de las energías solar y eólicas, o se reduzcan los riesgos de las centrales nucleares, gran parte de la energía que demanda el mundo dependerá de la combustión del carbón, mejorada con los avances tecnológicos para minimizar la emisión de CO2.

En la actualidad hay tecnologías de gasificación que incluyen la captura del CO2 "in situ" con cal viva (CaO), la cual reacciona con el CO2 liberado para formar carbonato de calcio (CaCO3), que es ya un elemento estable.

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La Facultad Nacional de Minas no se ha quedado atrás en la investigación relacionada con la captura del CO2 en la combustión de nuestros carbones. En efecto, además de los proyectos de gasificación de carbones que hemos referido en anteriores columnas, en nuestra Alma Mater se están estudiando los procesos de adsorción (penetración del CO2 en sólidos) y sus aplicaciones en la captura de CO2. También se están adelantando proyectos de oxicombustión y chemical looping combustion, mediante procesos que facilitan la captura de CO2 a través del incremento de la concentración de este gas en las corrientes de salida de los quemadores del carbón, para hacer mucho más fácil su captura y manejo. Proyectos como estos merecen todo el apoyo y reconocimiento, para que nuestro país pueda llegar a situarse a la vanguardia de la investigación y de la implementación de tecnologías limpias que impulsen la industrialización de las abundantes reservas de carbón con que cuenta el país.