Si vamos a limitar los aumentos de temperatura global a 2 grados por encima de los niveles preindustriales, como se establece en el Acuerdo Climático de París, se necesitará mucho más que una transición a fuentes de energía neutrales en carbono como la eólica ysolar. Va a requerir tecnologías de carbono negativo, incluidas las fuentes de energía que realmente reducen los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera.
Si bien la mayoría de los investigadores y activistas climáticos están de acuerdo en que se necesitarán soluciones de carbono negativo para cumplir con los términos del objetivo del Acuerdo de París, hasta ahora la mayoría de estas soluciones se han considerado poco prácticas a corto plazo, especialmente para las grandes empresas que dependen del carbón.países como China.
Ahora, investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard y el Proyecto Harvard-China sobre Energía, Economía y Medio Ambiente, en colaboración con colegas de la Universidad de Tsinghua en Beijing y otras instituciones en China, Australia y EE. UU., han analizado la viabilidad técnica y económica de China para avanzar hacia la generación de energía eléctrica con carbono negativo.
La investigación se publica en Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"Este documento hace una sugerencia audaz de que China no solo puede avanzar hacia el poder del carbono negativo, sino que puede hacerlo de una manera económicamente competitiva", dijo Michael McElroy, profesor de Estudios Ambientales Gilbert Butler en Harvard y co-autor del artículo.
"El sistema que describimos no solo ofrece una alternativa de carbono negativo para generar electricidad a largo plazo, sino que también aporta importantes beneficios colaterales a corto plazo para reducir la contaminación del aire en China", dijo Xi Lu, profesor asociado en la Escuela deEnvironment en la Universidad de Tsinghua y primer autor del artículo. Lu también es un ex estudiante de posgrado y becario postdoctoral de SEAS.
La estrategia que establecen McElroy, Lu y sus colegas implica la combinación de dos formas de energía verde: gasificación de carbón y bioenergía y captura y almacenamiento de carbono.
La bioenergía es una de las herramientas más importantes en la caja de herramientas de carbono negativo.
La bioenergía proviene del mejor CO 2 depuradores en el planeta: plantas. Como la mayoría de nosotros aprendimos en la escuela primaria, las plantas usan la fotosíntesis para convertir CO 2 en carbono orgánico y oxígeno. El carbono almacenado en las plantas se puede convertir nuevamente en energía a través de la combustión también conocido como fuego; fermentación, como en la producción de etanol; o mediante un proceso conocido como gasificación, que convierte materiales ricos en carbonoen monóxido de carbono, hidrógeno y dióxido de carbono para combustibles y productos químicos industriales.
El proceso de convertir biomasa en energía y luego capturar y almacenar el CO residual 2 es una de las estrategias más comentadas para la energía del carbono negativo. Se conoce como BECCS, bioenergía con captura y almacenamiento de carbono. El problema es que, en la mayoría de las aplicaciones, BECCS no es muy eficiente y requiere grandes cantidades de tierra para cultivar las plantas.necesarios para alimentar el planeta, lo que probablemente resultaría en escasez mundial de alimentos y agua.
Pero, ¿y si hubiera una manera de hacer que el proceso sea más práctico y eficiente?
Lu, McElroy y su equipo internacional recurrieron a una solución poco probable para la energía verde: el carbón.
"Si intenta hacer esto solo con biocombustible, no es muy efectivo", dijo McElroy. "La adición de carbón proporciona una fuente de energía que es realmente importante. Si combina biocombustible con carbón y gasifica la mezcla, esencialmente puededesarrollar una fuente pura de hidrógeno en el proceso. "
Al modelar diferentes proporciones de biocombustible a carbón, los investigadores encontraron que mientras al menos el 35 por ciento de la mezcla sea biomasa y se capture el carbono residual, la energía generada en realidad reduciría el CO 2 en la atmósfera. En esa proporción, los investigadores encontraron que el costo nivelado de la electricidad no sería más de 9.2 centavos por kilovatio hora. Un precio del carbono de aproximadamente $ 52 por tonelada haría que este sistema fuera competitivo en costos con el carbón actual.centrales eléctricas en China.
Un componente clave de esta estrategia es el uso de residuos de cultivos, los restos de plantas después de la cosecha de los campos, como biocombustible.
Los incendios agrícolas estacionales, cuando los agricultores prenden fuego a sus campos para despejar el rastrojo después de una cosecha, son una fuente importante de contaminación del aire en China. Recolectar ese rastrojo y usarlo como biocombustible no solo reduciría el CO 2 pero mejoran significativamente la calidad del aire en el país. La gasificación también permite una eliminación más fácil de los contaminantes del aire del flujo de desechos.
Los investigadores reconocen que desarrollar un sistema para recolectar la biomasa y entregarla a las centrales eléctricas llevará tiempo, pero argumentan que el sistema no necesita implementarse de una vez.
"Debido a que hemos investigado toda la gama de relaciones de carbón a biomasa, hemos demostrado cómo China podría avanzar gradualmente hacia una fuente de energía cada vez más negativa en carbono", dijo Chris P. Nielsen, director ejecutivo de Harvard-China Project y coautor del estudio. "Primero, se podrían usar pequeñas cantidades de biocombustible para reducir las emisiones netas de carbono positivas. Luego, el sistema podría crecer hacia la neutralidad de carbono y eventualmente a un sistema de carbono negativo.tienes que lograr todo desde el principio ".
"Este estudio proporciona información crítica para los responsables de la formulación de políticas que buscan implementar oportunidades de energía con carbono negativo en China", dijo Lu.
La investigación fue coautora de Liang Cao, Haikun Wang, Wei Peng, Jia Xing, Shuxiao Wang, Siyi Cai, Bo Shen y Qing Yang; el autor principal Lu y otros tres coautores con sede en China son ex alumnos de laProyecto Harvard-China. Fue financiado en parte por una subvención del Harvard Global Institute.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard . Original escrito por Leah Burrows. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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