Biorrefinerías: los límites reales de la reconversión verde de la petroquímica

El cambio climático y la función de una petroquímica

En plena reconfiguración del orden global —con una China que consolida su hegemonía industrial, unos Estados Unidos que utilizan la política energética como instrumento de competencia geoestratégica y una Europa que lucha por no perder peso tecnológico e industrial—, la transición energética ya no es sólo un imperativo ambiental, sino una cuestión de seguridad económica y social. Las cadenas de suministro se vuelven frágiles, los costes y las soberanías energéticos condicionan la competitividad y las sociedades europeas afrontan simultáneamente los retos de la descarbonización, la cohesión territorial y la preservación de un modelo productivo propio.

Usualmente, tras la reducción de la temperatura que parece un hito ya no alcanzable, como temas más punzantes en la transición energética, surge el tema de qué hacer con las nucleares aunque en todos los discursos políticos ya están incorporadas las posiciones respecto a este punto. En este marco se dan posiciones absolutas a favor y en contra o posiciones relativas condicionadas a necesidades energéticas de los territorios o a la capacidad de contar con energía renovable disponible para sustituir las nucleares.

Sin embargo, a nivel mundial, tras las decepcionantes conclusiones de las últimas COPs , todo el mundo es ya consciente de que la lucha por el cambio climático a pasar sí o sí por dejar de consumir fuentes fósiles. Por lo tanto, es necesario pues indicar que la gran cuestión es realmente cómo reemplazar los usos de los fósiles y concretamente cómo hacer reconversión industrial de un sector económico tan importante en la economía catalana como el complejo químico de Tarragona, la petroquímica, donde, aparte de los procesos de refinación, vía craqueo o vía reformado catalítico se producen todos los compuestos que entre etileno y propileno,  benceno, tolón, chilenos ..... superan el millón de toneladas anuales de estos productos finales

En el complejo petroquímico de Tarragona se procesa cerca de una tercera parte del petróleo consumido en Cataluña y sus actividades son casi el 1,5% del PIB español con unas emisiones declaradas de 4,7Mt de CO2. Una parte muy significativa corresponde a los combustibles fósiles de la refinería (gasolinas, diésel, fuel, LPG), mientras que el polo petroquímico asociado concentra alrededor de la mitad de los plásticos producidos en el Estado. De la producción de poliolefinas se derivan en buena parte a las materias plásticas más utilizadas por la industria (polietileno de alta y baja densidad, PVC, poliestereno, fibras y cauchos sintéticos, etc....).  De forma global, considerando un valor medio a grosso modo de 1500€ por tonelada, se confirma la enorme importancia de este sector de producción, muy por encima de los 1500M€ pero con un muy elevado coste ambiental.

Según los datos de media se emiten 2,5 toneladas de CO₂ por cada tonelada de plástico y luego 2,7 toneladas de CO₂ en su vía de reciclaje y/o de residuo. Aparte, en toda España, las empresas alrededor ya sea de la transformación, del reciclaje o de maquinaria asociada mueve más de 27.700M€ de los que casi 7.300 M€ corresponden a Cataluña que lidera este sector.

A pesar de esta relevante y significativa importancia y el papel que tienen en el sistema económico, las posiciones políticas y administrativas respecto al futuro de las petroquímicas debido a su falta de sostenibilidad no suelen ser motivos de debates y hay poca claridad de objetivos quedando en una indefinición mientras su actividad e impacto ambiental siguen yendo a más,  sumado a un importante miedo social de que un descenso de este sector podría provocar un parón muy importante en la economía y concretamente en Tarragona Sería necesario un diálogo más claro y franco sobre el futuro de este sector, pactada socialmente y con todas las partes afectadas, y situando la transición como una oportunidad, no como una amenaza.

¿Qué se ha hecho en Cataluña respecto a la petroquímica?

Aunque la petroquímica no aparece en el centro del debate público, sí ha estado presente de manera transversal en las políticas recientes. Hay que ver tan solo los puntos de los pactos entre ERC y PSC por los presupuestos de 2023 o del programa para la actual legislatura, así como ver las actuaciones de los departamento de empresa y trabajo y del departamento de economía, los programas de ayudas y los esfuerzos para tener la potencia eléctrica asegurada por los planes de inversiones inmediatos de la petroquímica dentro del nuevo plan revisado de redes eléctricas en el PNIEC.

Se ha reconocido a la petroquímica como industria con emisiones de difícil abatimiento al igual que otras industrias como las cementeras por ejemplo. Se ha postulado la necesidad de captura las emisiones de CO₂ sin aclarar qué y cómo se hará con el CO₂ capturado y se ha creado en torno a la petroquímica un programa de descarbonización de la industria catalana extrapolando de forma muy dudosa la problemática de toda la industria a la especifica de la petroquímica.

En documentos dinámicos como el PINECCAT30 o el PROENCAT 2050 que señalan la política oficial reconocen " .... El complejo petroquímico de Tarragona es uno de los polos industriales más importantes de Cataluña. El objetivo de la neutralidad climática, sin embargo, es incompatible con la utilización de combustibles fósiles por lo que hay que plantear la reconversión del actual complejo petroquímico de Tarragona en una alternativa que permita mantener una actividad industrial tan importante en el campo de Tarragona" pero aparte de este reconocimiento de la problemática se limitan a proponer una bio-refinería como solución de futuro sin entrar en ningún otro detalle excepto que habrá que abordar la reconversión de manera conjunta entre las empresas, las administraciones y la ciudadanía, que requeriría una gobernanza compartida y una visión estratégica de país ya que la transformación de un polo industrial tan crítico no puede plantearse sólo como un objetivo técnico, sino como un proceso político, social y territorialmente pactado.

¿Tiene sentido una bio-refinería?

Todos los sectores y subsectores tienen la problemática y el reto económico de la huella de carbono y de invertir en los planes estratégicos definidos para disminuir sus emisiones de CO₂ . En la mayoría de casos, la electrificación aporta opciones y en otras situaciones con emisiones de más difícil abatimiento hay que abordar otras soluciones como la captura de carbono.

En primer lugar, la captura del CO₂ emitido podría ser una opción. No obstante, hay que tener respuestas por diferentes aspectos antes de realmente apostar por la captura de carbonos de origen fósil:

1. ¿Habrá energía verde suficiente para la captura, la presurización y la gestión del CO₂?

2. ¿Qué se hará del CO₂ capturado? ¿Es una solución provisional a resolver en el tiempo o es estructural y definitiva? ¿El almacenamiento geológico es viable y socialmente aceptable?

3. ¿Qué repercusiones económicas tendrá un proceso que hoy es más caro que el sistema ETS (Régimen de comercio de derechos de emisión)?

4. ¿Cuánta energía adicional se necesitaría para la reutilización del CO₂ fósil y qué impacto tendría sobre el coste final de los productos?

5. ¿Cuál es la estrategia de las empresas? ¿Quieren capturar carbono o redefinerse con materias primas no fósiles?

La química de estos procesos es conocida desde la segunda guerra mundial aunque el poco uso de estas rutas hace que la optimización de costes, la mejora de la eficiencia energética y minimización de impactos ambientales continúen siendo industrialmente puntos abiertos para incorporar los nuevos conocimientos científicos y tecnológicos desarrollados en la búsqueda de nuevos materiales para la energía y las nuevas tecnologías en reactores y sistemas para la transición energética.

No obstante, está claro que la propuesta expresada en los documentos oficiales se orienta hacia una dirección sostenible redefiniendo el futuro de la petroquímica como una biorrefinería. Es decir, la propuesta es hacer una reconversión pasando a utilizar carbonos verdes y definiendo las rutas por una economía circular del carbono imponiendo las vías para el reciclaje de los productos basados en carbono y/o la captura forzada del CO₂ del ambiente o la captura natural por parte del reino vegetal con el objetivo de cerrar el círculo del carbono.  Todas estas opciones son, hoy en día, complejas, costosas y energéticamente muy poco efectivas.  No es solo comentar ni costes ni balances energéticos.

Nos preguntaríamos si hay suficientes estudios técnico económicos para validar este camino?. Además, hay que ser consciente de que las soluciones son en gran medida dependientes de las direcciones de las empresas multinacionales no ubicadas aquí y que contemplan las posibles soluciones de forma global para toda la empresa a nivel mundial dado que todo esto va ligado a su modelo de negocio, Por lo tanto se abren muchas cuestiones antes de poder indicar qué camino de futuro se prevé para una química del petróleo sin petróleo:

a) Carbonos verdes: ¿De dónde saldrán los carbonos verdes para producir las más de un millón de toneladas de productos, hoy en día, obtenidos por vía del craqueo o del reformado catalítico a partir de fuentes fósiles?

Obviamente, se puede hablar de importación de materiales biogénicos para disponer de carbonos verdes pero no basta a escala planetaria para satisfacer todas las demandas por todos los tipos de plásticos, por todos los tipos de combustibles líquidos, por biometano, por bio-metanol, ..... Aunque se pueda imaginar una nueva geopolítica de las fuentes biogénicas, la falta de oferta impondría unas reglas de mercados muy limitativas.

Además, quien tenga un activo en carbonos verdes los querrá por él o se les hará pagar. Es necesario solamente seguir y analizar las vicisitudes en algunos ejemplos. Desde hace tiempo, ya es conocido el proyecto de la Ecoplanta de El Morell para hacer metanol por la que se prevén 400.000 toneladas de residuos orgánicos para producir hacia 250.000 toneladas de metanol. Habrá competencia entre producir combustibles verdes por la aviación, o por la marina o por el transporte pesado por carretera o para producir olefinas u otros derivados de la biomasa (etileno, propileno, butadiens,.... o para producir biogás/biometano... o fertilizantes orgánicos, o pellets de biomasa,..... )?

b) Carbonos neutros: Si no hay suficientes carbonos verdes, ¿qué otras fuentes de carbonos pueden haber? ¿En qué costes y en qué eficiencia energética?

Los carbonos o son fósiles, o son de origen biogénicos o están en el ambiente. Es decir en el aire o en el agua de los mares. Hace ya mucho tiempo que se trabaja en la captura del CO₂ del aire y mucho menos tiempo del agua de los océanos. Si la captura a nivel de una chimenea ya plantea serias cuestiones sobre consumo energético y costes, en los casos de carbonos neutro, con muy pequeñas concentraciones, estas cuestiones se ven muy agravadas y económicamente, con las reglas del juego económico actual, insostenibles.

c) Hidrógeno e infraestructuras:

Hace ya años que consta que el principal y prácticamente único usuario de hidrógeno en Cataluña era la petroquímica como elemento básico para los procesos de obtención de las diferentes cadenas de hidrocarburos. Estos hidrógenos no es verde, y las necesidades están en el rango por encima de las 80.000 toneladas anuales que implican la emisión suplementaria a las emisiones propias en la producción de los productos de casi 500.000 de toneladas de CO₂ . Aunque sea H2 azul, el problema de qué hacer con el CO₂ se hace aún mayor.

Por otro lado, la captura pide de infraestructuras para evacuar el CO₂ una vez gestionado y licuado en el caso de que se almacene o de inversiones en nuevas plantas por la conversión del CO₂ en diferentes productos finales o de inversiones para satisfacer las necesidades de demanda eléctrica por la captura y por la conversión del CO₂ que dependiente del producto pueden ser unos cuantos MWh por tonelada de CO₂ .

En cualquier caso, procede una detallada planificación de las infraestructuras y su encaje con la planificación de las capacidades de las redes eléctricas transporte y distribución, de las redes de gas ( hidrógeno, CO₂ ), y en definitiva de la ocupación industrial del territorio.

Además, habría que asegurar que la producción de biocarbono no compite con el cultivo destinado a consumo humano o animal, evitando errores históricos como los asociados a los biocombustibles de primera generación.

Los planes de descarbonización y la petroquímica

Para todos queda claro la importancia del papel de la petroquímica en la economía del país tal y como se ha demostrado por su presencia en las acciones y en los documentos de acuerdos políticos entre partidos en las últimas legislaturas. Hay mucha sensibilidad en la esfera política europea para apoyar proyectos que ayuden a encaminar pruebas, ensayos, planteos pilotos y nuevas vías de producción hacia opciones más sostenibles para la petroquímica también denominadas "low carbon".

Pero, las emisiones de CO₂ están, 4,7 Mt, pero la refinación y la producción de plásticos, polímeros, disolventes, etc. a partir de fuentes fósiles también y su necesidad y consumo por parte de la industria sigue siendo vital en la economía del país. Mientras, no hay un plan de descarbonización definido ni tampoco queda claro cuál es la evolución esperable por la petroquímica. La propuesta de ser una biorrefinería se queda actualmente en una especie de utopía así que procede insistir en preguntar cuáles son los planes para el futuro de la petroquímica para satisfacer los presupuestos de carbono.

Los retos son como ser eficientes y sostenibles sin disparar los aumentos de costes y de energía. Si no se puede re-dirigir la sociedad en los usos de la gasolina y de los plásticos por ejemplo, son viables las rutas para producir "combustibles" y "plásticos" sostenibles pero más de tres veces más caros debidos a los costes de la captura y gestión del CO2 y de los costes del carbono verde o neutro?

Hablar de captura de CO₂ sin hablar de las tecnologías de mercado disponibles, de los costes económicos, de la eficiencia energética y de los significativos incrementos en los consumos energéticos no tiene ningún sentido y menos lo tiene exponer sin más detalles que una biorrefinería es la alternativa a una petroquímica. Cómo hacer una química del petróleo sin petróleo sigue siendo el reto para la economía del país, por la industria del país y obviamente por toda la sociedad si realmente se quiere, como es debido, desfosilizar la economía.

Habría que defender con más valentía una verdadera soberanía tecnológica europea, porque tanto EEUU como China están avanzando rápidamente en hidrógeno y en captura y reconversión del CO2. Europa no puede limitarse a reaccionar: debe encontrar un papel propio e innovador que integre química, digitalización y nuevas cadenas de valor industrial previendo el futuro de los sectores críticos como la petroquímica.

Joan Ramon Morante, Catedrático de Física en la Universidad de Barcelona y director del IREC (Instituto de Investigación en Energía de Cataluña).
Héctor Santcovsky, sociólogo y politólogo, profesor asociado de la Universidad de Barcelona, especializado en desarrollo sostenible.