Almacenamiento geológico de CO2: ¿Negocio arriesgado o solución prometedora?

En todo el mundo se emiten a la atmósfera la asombrosa cifra de 36.000 millones de toneladas de dióxido de carbono (CO2) al año, y el 25% del total procede de la generación de energía. La buena noticia es que la tecnología actual ya puede capturar las emisiones de CO2 de las centrales de energía fósil e inyectarlas y encerrarlas permanentemente en las profundidades de las formaciones geológicas. El proceso se llama secuestro geológico (SG). Pero, ¿es seguro?

Para responder a esta pregunta, conviene entender primero que durante tres décadas, para mejorar la producción de petróleo, cada año la industria petrolera Estados Unidos ha inyectado con éxito 35 millones de toneladas métricas de CO2 -el equivalente a ocho centrales eléctricas de carbón- en formaciones rocosas profundas, un total de casi 500 millones de toneladas métricas. La ciudad de Seminole, en el oeste de Texas, se asienta sobre una de las mayores y más antiguas instalaciones de EOR del país, donde las operaciones de recuperación de petróleo inyectan actualmente un millón de toneladas al año, sin que se produzcan emisiones posteriores de CO2 perjudiciales. De hecho, en la recuperación mejorada de petróleo (EOR), los ingenieros descubren que el costoso CO2 extraído de forma natural que ahora utilizan para este fin es difícil de reciclar de nuevo fuera de la roca para su reutilización. La EOR es, de hecho, un secuestro de carbono; la "S" de CCS (captura y secuestro de carbono de las centrales eléctricas de carbón y gas natural).

El concepto de captura y secuestro de carbono (CAC) es bastante sencillo: el dióxido de carbono se "captura" químicamente y se separa de las emisiones de una central eléctrica moderna y el flujo de CO2 resultante, casi puro, se comprime hasta un estado casi líquido y se bombea al subsuelo. Las capas de roca que las albergan (normalmente areniscas) son trampas de probada eficacia, ya que se sabe que contienen fluidos y/o gases geológicos. Estas rocas anfitrionas deben estar debajo de una "roca de cubierta" de fangolitas densas (por ejemplo, pizarra) a través de la cual el CO2 no puede ascender. En todo el Estados Unidos, hay grandes fuentes geológicas subterráneas de CO2 que se encuentran en areniscas cubiertas por pizarra impermeable. Por ejemplo, en Mississippi hay una estructura geológica subterránea de entre 150 y 200 millones de años que contiene 500 millones de toneladas de CO2. Si los depósitos naturales de CO2, petróleo y gas pueden permanecer en tales estructuras subterráneas en escalas de tiempo geológicas, también puede hacerlo el CO2 creado por los seres humanos.

Dado que el CO2 es difícil de eliminar de las rocas una vez inyectado, es muy poco probable que se escape a la atmósfera en cantidades que supongan un peligro de efectos significativos para la salud o el medio ambiente. Es cierto que en concentraciones muy elevadas, el CO2 puede desplazar el oxígeno del aire y suponer un riesgo de asfixia. Dicho esto, géiseres como Old Faithful en el Parque Nacional de Yellowstone emiten importantes flujos de agua y CO2 mezclados, rodeados de espectadores felices, sin ningún efecto nocivo.

Desgraciadamente, algunos opositores a la captura y secuestro de carbono utilizan como táctica de miedo el espectro de un incidente ocurrido en 1986 en el lago Nyos, en Camerún, en el que se perdieron 1.746 vidas a causa de una liberación natural de CO2 muy poco habitual. Pero ese incidente es una historia diferente, que implica una situación geológica excepcional, y no es relevante para el secuestro geológico. El lago Nyos llena un cráter muy reciente (de 400 años) en una zona volcánica activa. En ese entorno tropical, se liberan cantidades muy grandes de CO2 desde las fisuras volcánicas al agua fría del fondo del lago, donde, durante un largo periodo de tiempo, el CO2 disuelto se concentra en cantidades enormes. En 1986, la capa de agua fría del fondo del lago Nyos se vio alterada por un desprendimiento de tierra que liberó, de golpe, dos millones de toneladas métricas de CO2, lo que equivale a las emisiones anuales de una pequeña central eléctrica de carbón. Al ser más pesado que el aire, este manto de CO2 se depositó en una aldea local y asfixió a sus habitantes. Los críticos del secuestro de carbono se equivocan al llamar la atención sobre la tragedia del lago Nyos, porque la ciencia dice que se trató de un escenario totalmente diferente, único en zonas que son a la vez volcánicas y situadas en climas tropicales donde hay poca renovación natural del agua del lago.

El secuestro geológico nunca se llevaría a cabo en una geología como la del lago Nyos y, además, el SG debe ser cuidadosamente supervisado. En los proyectos de secuestro geológico, el CO2 se rastrea bajo tierra al quedar encerrado en poros microscópicos de formaciones rocosas estables a una profundidad de al menos media milla. En un yacimiento de GS, a la primera señal de migración inesperada de CO2, se podría transmitir una advertencia a una instalación de control a través de un amplio programa de supervisión del subsuelo. El operador interrumpiría entonces la inyección para reducir la presión y frenar el movimiento del CO2 e investigaría y solucionaría el problema o cerraría las operaciones en esa zona.

Otra preocupación planteada por los opositores a la CAC es el riesgo de terremotos inducidos por el hombre. Cuando se inyectan fluidos en la roca a una presión que supera la resistencia de la misma, como en la exploración de gas de esquisto, pueden formarse pequeñas grietas. Este proceso, comúnmente conocido como "fracking", ocasiona ocasionalmente microseismicidad -mini-temblores medibles por instrumentos extremadamente sensibles, aunque a niveles raramente percibidos por los humanos. Sin embargo, a diferencia de la exploración de gas, las prácticas de CAC están diseñadas para evitar la fracturación. Esto se debe a que las microfracturas reducen, en lugar de aumentar, los volúmenes de CO2 que pueden almacenarse en la roca del yacimiento.

La sismicidad provocada por las inyecciones profundas de fluidos en la roca ha sido ampliamente investigada y esos estudios han constatado que la práctica de las inyecciones se ha mantenido durante muchas décadas sin desencadenar terremotos perjudiciales. Un estudio reciente sobre la sismicidad en la zona productora de petróleo y gas de Dallas-Fort Worth, realizado por la Universidad de Texas y la Universidad Metodista del Sur, afirma lo siguiente "Hay miles de pozos de inyección en Texas, la gran mayoría de los cuales no producen sismicidad sentida o registrada instrumentalmente. "De hecho, cada año se inyectan más de 2.000 millones de toneladas de todo tipo de fluidos, incluidos los residuos peligrosos, en las profundidades del subsuelo en Estados Unidos , y sólo en casos limitados los terremotos relacionados con la inyección han alcanzado niveles que se han sentido en las comunidades cercanas y sus alrededores. En una de las mayores instalaciones de inyección subterránea de CO2 del mundo, el yacimiento de Weyburn (Canadá), se han inyectado 17 millones de toneladas desde el año 2000 sin que se haya producido ninguna sismicidad atribuible.

El verdadero riesgo de la GS es la contaminación de las aguas subterráneas por el movimiento del CO2 subterráneo hacia un acuífero de agua dulce. Gracias a la nueva normativa de la EPA, ahora se exigirá un sistema de control exhaustivo para detectar dicho movimiento (véase el blog del 22 de noviembre "Las nuevas normas de la EPA allanan el camino para el secuestro geológico de CO2). Una vez más, la respuesta se encuentra en la ubicación y el diseño adecuados del proyecto. La clave de la protección de los acuíferos es situar los emplazamientos de GS por debajo de las gruesas capas de roca impermeables que se encuentran sobre la zona de inyección. La supervisión de la química y la presión de las capas situadas inmediatamente por encima de esa barrera es una de las medidas del programa de la EPA que puede adoptarse para avisar con antelación de una posible migración adversa de CO2. Según un estudio independiente de la Universidad de Texas, en el yacimiento petrolífero SACROC del oeste de Texas, con miles de pozos, los operadores han inyectado de forma segura 175 millones de toneladas métricas de CO2 (el equivalente a la producción anual de 20 grandes centrales eléctricas) desde 1972 sin dañar los acuíferos de agua dulce situados encima.

Con la demanda mundial de energía superando rápidamente los esfuerzos para frenar las emisiones de gases de efecto invernadero, el secuestro de carbono es una tecnología segura que podemos adoptar ahora para reducir el impacto climático del uso de combustibles fósiles. Empleando los mismos conocimientos que los geólogos del petróleo utilizan para producir petróleo y gas, deberíamos ser capaces de inyectar y almacenar de forma segura el dióxido de carbono durante millones de años. El yacimiento noruego Sleipner de Statoil Hydro en el Mar del Norte es otro proyecto de secuestro geológico, en el que se inyecta aproximadamente un millón de toneladas de CO2 al año, con una capacidad objetivo de 20 millones de toneladas de CO2 durante la vida del proyecto. Allí, los ingenieros proyectan un nivel de riesgo que es órdenes de magnitud inferiores a la tolerancia de riesgo de referencia del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), que es del 1% de fuga en 1.000 años. Sleipner lleva funcionando desde 1996, sin que se produzcan emisiones perceptibles.

Así pues, la tecnología está aquí. Ahora, llevémosla a escala.