Inicio » Tecnología » Innovación tecnológica en la captura de CO2: todo lo que necesitas saber
Innovación tecnológica en la captura de CO2: todo lo que necesitas saber
La captura, almacenamiento y uso del CO2 es clave para descarbonizar la industria y alcanzar los objetivos climáticos.
Las tecnologías CCUS avanzan con nuevos materiales, procesos eficientes y aplicaciones industriales innovadoras.
El éxito exige superar retos técnicos, económicos y sociales, así como desarrollar infraestructuras y regulación adaptada.
La lucha contra el cambio climático exige soluciones innovadoras que permitan reducir de manera drástica las emisiones de gases de efecto invernadero, especialmente el dióxido de carbono (CO2), principal responsable del calentamiento global. En las últimas décadas, la innovación tecnológica ha avanzado a pasos agigantados en el campo de la captura, almacenamiento y aprovechamiento del CO2, convirtiéndose en una de las estrategias más prometedoras para alcanzar los ambiciosos objetivos climáticos definidos tanto a nivel europeo como mundial.
Hoy en día, la captura de CO2 no solo representa una oportunidad para descarbonizar la industria y la producción de energía, sino que puede ser el germen de nuevas industrias, la generación de empleo cualificado y la transformación de la economía hacia modelos más sostenibles. Sin embargo, estas tecnologías se enfrentan a retos importantes en cuanto a eficiencia, costes, aceptación social y desarrollo regulatorio. A continuación, exploramos en profundidad los avances, retos, aplicaciones y perspectivas que ofrece la captura de CO2 mediante la innovación tecnológica.
La comunidad científica y los organismos internacionales coinciden en que limitar el incremento de la temperatura global requiere eliminar de la atmósfera cantidades masivas de CO2, además de reducir emisiones. El IPCC calcula que deberíamos retirar entre 100.000 millones y un billón de toneladas de CO2 antes de finales de siglo. Tan solo en 2020, las emisiones mundiales por combustibles fósiles alcanzaron los 34.000 millones de toneladas, una cifra desbordante frente a la capacidad de captura actual.
En España, el sector industrial representa un elevado porcentaje de las emisiones difíciles de abatir, incluso con eficiencia energética, electrificación o hidrógeno verde. Por ello, iniciativas como la Plataforma Tecnológica Española del CO2 (PTECO2) destacan la captura, uso y almacenamiento de carbono (CCUS) como una herramienta imprescindible para la descarbonización industrial. Aunque otros países europeos llevan ventaja en hojas de ruta y proyectos, en España existe un gran potencial científico y técnico.
Además, la Comisión Europea ha adoptado la Ley de Industria Neta Cero (Net-Zero Industry Act), que aspira a que la industria europea despliegue masivamente tecnologías de captura y almacenamiento para cumplir los nuevos compromisos climáticos: una reducción del 90% de los gases de efecto invernadero en 2040 respecto a 1990 y la neutralidad para 2050.
¿En qué consisten las tecnologías CCUS?
CCUS es el acrónimo de captura, uso y almacenamiento de carbono, un conjunto de tecnologías diseñadas para interceptar el CO2 antes de que llegue a la atmósfera, transportarlo y almacenarlo de forma segura o reutilizarlo en nuevos procesos industriales. El proceso estándar incluye tres grandes etapas:
Captura: extracción del CO2 de las emisiones industriales, instalaciones energéticas o incluso directamente del aire.
Transporte: compresión y traslado del CO2 capturado, tradicionalmente por tuberías (ceoductos), barcos cisterna o camiones, hasta los puntos de uso o almacenamiento.
Almacenamiento o uso: el CO2 se inyecta en reservorios geológicos subterráneos seguros, como acuíferos salinos o yacimientos agotados de petróleo y gas; alternativamente, puede reutilizarse en la industria química, agricultura, materiales de construcción e incluso bebidas y alimentos.
Sistemas y tecnologías de captura de CO2
Existen diversas tecnologías de captura de CO2 en función de la fuente y las condiciones del proceso, clasificadas principalmente en:
Captura postcombustión: se retira el CO2 de los gases residuales tras quemar combustibles fósiles. Es aplicable a la mayoría de las plantas industriales y energéticas existentes.
Captura precombustión: el CO2 se extrae antes de quemar el combustible, normalmente durante la gasificación o reformado, produciendo una mezcla de hidrógeno y CO2 que facilita la separación.
Oxicombustión: el combustible se quema en un ambiente rico en oxígeno, generando gases de escape fundamentalmente de CO2 y agua, lo que facilita su concentración y captura.
Por otro lado, están surgiendo opciones de captura directa del aire (DAC, por sus siglas en inglés), que permiten extraer CO2 de la atmósfera independientemente de una fuente puntual, aunque requieren superar aún importantes barreras técnicas y de coste.
Tendencias innovadoras y nuevos materiales
El desarrollo de tecnologías CCUS está impulsado por continuos avances en materiales y procesos. Destacan los nuevos materiales adsorbentes, como los marcos organometálicos (MOFs), zeolitas y carbones activos, que prometen mejorar la eficiencia y reducir el coste de captura. No obstante, estos materiales deben cumplir requisitos muy estrictos de selectividad, estabilidad térmica, química y resistencia a impurezas presentes en gases industriales, como óxidos de nitrógeno y azufre o humedad. La presencia de agua, por ejemplo, puede comprometer la eficacia de los MOFs hasta niveles casi nulos.
La investigación también abarca sistemas de membranas avanzadas y procesos automatizados como:
PSA (Adsorción por Cambio de Presión), donde el CO2 se retiene en un material adsorbente bajo presión y se libera al reducirla.
VPSA (Adsorción por Cambio de Presión al Vacío), que aumenta la recuperación del gas deseado y reduce el consumo energético empleando ciclos de vacío.
TSA (Adsorción por Cambio de Temperatura), que regenera el adsorbente mediante variaciones de temperatura.
La curva de ruptura (breakthrough) es una herramienta clave en la evaluación de adsorbentes, ya que determina el punto de saturación y la eficiencia del material en condiciones similares a las industriales, así como el tiempo óptimo de los ciclos de adsorción.
El reto de la eficiencia energética y la integración en la industria
Las tecnologías de captura de CO2 implican un consumo energético considerable, tanto térmico como eléctrico, lo que condiciona su viabilidad económica y ambiental. Por ello, la optimización de procesos, la recuperación de calor residual, la integración de energías renovables y la gestión inteligente de la energía son factores cruciales. Además, solo algunos materiales adsorbentes cumplen los estándares necesarios para el uso industrial, lo que exige una labor continua de investigación y escalado desde el laboratorio a la planta industrial.
En el ámbito industrial, la presencia de impurezas, temperaturas elevadas y mezclas gaseosas complica significativamente la aplicación práctica y requiere sistemas de control y sensorización avanzados.
Una vez capturado, el CO2 se comprime y transporta hasta los lugares de almacenamiento o reutilización. Las infraestructuras más habituales son tuberías subterráneas, similares a los gasoductos, aunque en rutas de larga distancia o marítimas también se utilizan barcos y cisternas especializadas.
El almacenamiento seguro se realiza principalmente en formaciones geológicas profundas, como acuíferos salinos, yacimientos de gas o petróleo agotados, donde el CO2 permanece atrapado mediante mecanismos físicos y químicos durante miles de años. Los últimos avances incluyen sistemas de monitorización con sensores y tecnologías de imágenes 3D para garantizar la integridad y seguridad a largo plazo del almacenamiento.
No obstante, existen riesgos técnicos y sociales, como posibles fugas o la percepción pública de inseguridad, que requieren campañas de información, transparencia y marcos regulatorios robustos para ganar la aceptación de las comunidades.
Usos y aplicaciones del CO2 capturado
El CO2 capturado ya no se concibe únicamente como un residuo a almacenar; puede convertirse en materia prima para nuevos productos y procesos. Entre las aplicaciones más destacadas figuran:
Industria química: producción de carbonatos, plásticos, fertilizantes y otros compuestos de alto valor añadido.
Fabricación de materiales de construcción: como asfalto, hormigón y baldosas con emisiones netas reducidas, mediante la mineralización del CO2 en materiales sólidos, técnica aplicada por startups como Carbon Craft Design.
Sector de bebidas: marcas internacionales utilizan CO2 capturado en la elaboración de aguas carbonatadas o refrescos, como en el caso de la colaboración de Climeworks y Coca-Cola para Valser.
Producción de combustibles sintéticos y biocombustibles: gracias a la integración con procesos de hidrógeno verde y microalgas.
Extinción de incendios, refrigeración y soldadura: aplicaciones industriales consolidadas.
Agricultura e invernaderos: el CO2 es esencial para incrementar la productividad vegetal, permitiendo ajustar el ambiente en cultivos bajo techo.
Ejemplos de proyectos emblemáticos y su impacto
Europa lidera la implantación de proyectos a gran escala de captura y almacenamiento de carbono. Algunos casos destacados incluyen:
Sleipner Project en Noruega, operativo desde 1996, que ha logrado almacenar millones de toneladas de CO2 bajo el Mar del Norte en acuíferos salinos.
Porthos Project en Países Bajos, en desarrollo, orientado a capturar el CO2 de la industria portuaria de Rotterdam y almacenarlo en antiguos yacimientos de gas bajo el mar, ejemplo de colaboración público-privada.
Numerosos proyectos piloto y plantas industriales en sectores intensivos como el cemento, donde la captura de CO2 forma parte de los planes de descarbonización (más de 19 proyectos identificados solo en Europa).
España dispone de capacidades científicas, universitarias y tecnológicas para impulsar la transición, aunque hasta ahora el despliegue de proyectos industriales es limitado. Iniciativas como el proyecto CUCO2 de AIMPLAS para el desarrollo de sistemas VPSA avanzados marcan el camino hacia aplicaciones más competitivas y eficientes.
Ventajas, retos y controversias de la tecnología CAC
Las tecnologías de captura, almacenamiento y uso de CO2 ofrecen ventajas indiscutibles:
Reducción significativa de emisiones: fundamentales para descarbonizar sectores donde no existen alternativas viables en el corto plazo.
Apoyo a la transición energética: permiten seguir utilizando infraestructuras existentes de forma más limpia mientras se desarrolla el cambio hacia energías renovables.
Desarrollo industrial y empleo: pueden movilizar inversiones millonarias y crear miles de puestos de trabajo cualificados.
Posibilidad de reutilización: el CO2 se convierte en recurso, impulsando la economía circular.
El futuro de la innovación en captura de CO2
Las tendencias actuales apuntan a una aceleración de la investigación, con inversiones crecientes en materiales más eficientes, procesos energéticamente óptimos, integración con energías renovables y nuevas aplicaciones industriales del CO2 capturado. La captura directa del aire (DAC) y la bioenergía con captura y almacenamiento (BECCS) son dos de los campos tecnológicos con mayor potencial de crecimiento.
El éxito de estas tecnologías dependerá de una combinación de factores: reducción de costes gracias a la economía de escala, apoyo público y normativo estable, formación y sensibilización social, y el desarrollo de mercados para los productos derivados del CO2 capturado.
Las alianzas público-privadas, la colaboración internacional y la integración de enfoques naturales, como la restauración de ecosistemas, pueden multiplicar el impacto de la innovación tecnológica, contribuyendo no solo a la reducción de emisiones, sino también a la biodiversidad y la creación de nuevas oportunidades económicas.
La captura y valorización del CO2 representa uno de los mayores desafíos y, a la vez, una de las mejores bazas para afrontar el cambio climático desde la tecnología y el conocimiento. A medida que la sociedad, la industria y los gobiernos alinean intereses y recursos, el horizonte de la descarbonización total se acerca, dejando atrás antiguas inercias y abriendo puertas a un futuro en el que la innovación puede devolvernos el control sobre el clima del planeta.
