En medio de la creciente preocupación por el cambio climático y el agotamiento de los recursos fósiles, España se destaca con un proyecto innovador llamado "CO2UP: Escalado del proceso de reducción hidrotermal de CO2 empleando biomasa como reductor". La iniciativa del Instituto de Bioeconomía de la Universidad de Valladolid, ganadora de la I Edición del Premio a la Investigación y la Innovación Tecnológica en el ámbito energético otorgado por Fundación Naturgy, busca convertir el dióxido de carbono (CO2), uno de los principales gases de efecto invernadero, en una oportunidad para reducir la huella de carbono y promover la sostenibilidad en una amplia gama de industrias.

Así, el proyecto CO2UP propone una perspectiva novedosa al abordar el problema del CO2. En la naturaleza, el CO2 no es un residuo inútil, sino un recurso valioso. De hecho, constituye la fuente de carbono a partir de la cual las plantas y otros seres vivos sintetizan todos los compuestos orgánicos necesarios para su supervivencia, incluyendo combustibles y componentes estructurales.

De esta manera, los investigadores de la Universidad de Valladolid pretenden desarrollar una tecnología que imite estos procesos naturales, transformando el CO2 capturado en productos químicos útiles. Este enfoque no solo reduce la huella de carbono, sino que también añade valor al CO2 capturado, lo que podría hacer que los procesos de captura y almacenamiento de CO2 sean económicamente viables y tecnológicamente efectivos para su aplicación en la industria.

Alternativas

En su estado actual, el proyecto está dirigido a fuentes puntuales y concentradas de emisiones de CO2. El trabajo con estas emisiones concentradas de CO2 hace que la viabilidad económica sea más fácil de alcanzar que si se trabajase con emisiones diluidas.

"Estamos desarrollando diversas alternativas dirigidas a focos de emisiones de CO2 de distintos tamaños. Por un lado, estamos trabajando en un proceso que emplea hidrógeno gaseoso como reductor del CO2 y que estaría dirigido a focos de gran tamaño, como podría ser una central térmica o una fábrica de gran tamaño y por otro lado, en el que el reductor del CO2 son residuos de biomasa, apuntamos a focos de emisión concentrados, pero de menor tamaño, como podría ser por ejemplo un sistema de calefacción que abastezca a una urbanización o a una factoría" señala Ángel Martín Martínez, investigador jefe del proyecto, a El Periódico de la Energía.

Tecnología

El nombre del proyecto, "CO2UP," se deriva de su proceso central, la "reducción hidrotermal". La "reducción" se refiere a una reacción química en la que el carbono presente en el CO2, que normalmente se encuentra oxidado, se transforma en compuestos reducidos, como alcoholes o ácidos orgánicos. Esto se logra utilizando compuestos reductores, como el hidrógeno o residuos de biomasa.

La parte "hidrotermal" de la tecnología implica que la reacción de reducción se lleva a cabo en agua a alta presión y temperatura. Esta elección no es casual, ya que el CO2 es una molécula muy estable y difícil de transformar. Sin embargo, "al emular condiciones similares a las que se encuentran en los volcanes submarinos, CO2UP ha encontrado una forma efectiva de transformar el CO2 en compuestos orgánicos simples. En estos volcanes submarinos, el agua alcanza altas temperaturas debido al calor del volcán y alta presión debido a la profundidad. El CO2 disuelto en el agua se combina con compuestos reductores, como el hidrógeno o metales disueltos, para dar lugar a reacciones naturales que transforman el CO2" explica Martín Martínez.

El proceso de CO2UP es una imitación de este fenómeno natural en un sistema viable a nivel industrial. "Esto ofrece una solución prometedora para la captura y transformación del CO2 en productos útiles. Además, al capturar el CO2 disuelto en agua, CO2UP puede aprovechar la tecnología de absorción de CO2 en soluciones acuosas, que ya tiene un alto nivel de desarrollo tecnológico y viabilidad económica" añade el investigador jefe. Este CO2 capturado por absorción puede alimentar directamente el proceso hidrotermal de reducción, lo que lo convierte en un enfoque eficiente y sostenible.

Desafío

En un mundo en constante evolución, el desafío ambiental de las emisiones de CO2 se ha vuelto apremiante. El CO2 es un subproducto común de la actividad humana, especialmente de la quema de combustibles fósiles utilizados en la generación de energía y la industria. Su acumulación en la atmósfera es uno de los principales impulsores del cambio climático, lo que ha llevado a la necesidad de desarrollar soluciones innovadoras para reducir las emisiones de CO2 y, al mismo tiempo, aprovechar este gas para fines beneficiosos.

La transición hacia fuentes de energía renovable que no emitan CO2 es el objetivo a largo plazo, pero esta transición no puede llevarse a cabo de manera inmediata. Incluso cuando se complete, ciertas fuentes de emisiones de CO2 seguirán siendo inevitables debido a procesos intrínsecos o características técnicas que dificultan su eliminación. Es en este contexto que los procesos de captura y almacenamiento de CO2, como el almacenamiento geológico, se presentan como una necesidad para lograr un balance global de emisiones de CO2 neutras o incluso negativas.

El plazo de ejecución del proyecto actual es de dos años, pero este proyecto se enmarca en un trabajo más largo que lleva en curso aproximadamente ocho años. "En estos años de trabajo previo, hemos desarrollado la ciencia e ingeniería básica del proceso, y con ese trabajo previo creemos que estamos en condiciones de comenzar el salto de escala hacia el proceso industrial" afirma Ángel Martín.

Por ello, el objetivo del proyecto es construir y operar una planta piloto del proceso, lo que en entornos de investigación se denominaría como dar el paso a un “Technology Readiness Level” de 5, que permita demostrar la tecnología y sea el paso previo a este salto industrial. A corto plazo, dentro del plazo de ejecución del proyecto, "nuestro objetivo es tener esta instalación en funcionamiento en nuestro laboratorio, con el objetivo a medio-largo plazo de que sirva de puente para la aplicación industrial" concluye el investigador.