Op / Ed: CCS necesita comenzar con una explosión, no con un gemido

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Para que la captura y el almacenamiento de carbono (CCS) contribuyan de manera significativa a la descarbonización de nuestro sistema de energía, debe comenzar con una explosión, no con un gemido. Los proyectos de escala son necesarios ahora si CCS tiene alguna posibilidad de beneficiarse de las tasas de curva de aprendizaje de costos que disfrutan otros elementos de la economía baja en carbono que avanzan rápidamente, como las energías renovables y el almacenamiento.

No es frecuente que un pronosticador se demuestre que está equivocado. En DNV GL, nuestra proyección Energy Transition Outlook (ETO) es que CCS capturará solo el 1.5 por ciento de las emisiones en 2050. Esa es otra manera de decir que CCS no avanzará significativamente sin un cambio extraordinario en los incentivos comerciales. No estamos en el negocio de pronosticar lo extraordinario.

Cuando los líderes mundiales se reúnan para la COP24 en Katowice, Polonia, harían bien en recordar que casi todos los escenarios de trasfondo de un futuro de calentamiento de 2 grados (o mejor) incluyen un papel importante para CCS, mucho más alto de lo que prevemos.

Un horizonte cambiante
¿Qué va a llevar CCS a esas alturas vertiginosas? Ciertamente no es el camino que ha recorrido en la última década, que ha sido testigo de una serie de proyectos de demostración subóptimos que no cambian nada acerca de CCS, excepto la urgencia con la que se requiere.

El argumento estándar que explica la falta de progreso en CCS es que es costoso en relación con ganancias de eficiencia energética más baratas y más fáciles de alcanzar y / o un desarrollo de energía renovable más extenso.

Nuestro propio pronóstico del futuro energético para 2050 muestra una rápida transición a un sector de energía dominado por las energías renovables, y a una electrificación generalizada (en particular, del transporte por carretera), con un aumento de eficiencia. Y, sin embargo, según nuestras previsiones, para 2037 se agotará el llamado presupuesto de carbono de 2 grados.

Otros resultados de nuestro pronóstico son instructivos. Por ejemplo, incluso si toda la electricidad fuera generada por fuentes renovables a partir de este día, el mundo aún no cumpliría las ambiciones del Acuerdo de París COP21.

No hay una bala de plata para un futuro de 2 grados o menos. Debemos dejar de poner CO2 en la atmósfera, y para eso debemos disparar al menos tres balas a la vez: eficiencia energética, energías renovables y CCS.

Mientras la energía fósil esté en la mezcla, se necesita CCS para cerrar la brecha de emisiones. Para lograr las ambiciones de París, posponer la reducción es una opción costosa y de alto riesgo.

Si el CCS a escala sigue siendo un horizonte en constante desaparición, la industria de los hidrocarburos va a encontrar dificultades crecientes para justificar los niveles actuales de exploración y producción, y mucho menos en el futuro.

Un argumento para el progreso inmediato a escala es más bien contraintuitivo. El sistema energético se está descarbonizando: nuestro Outlook proyecta que las emisiones relacionadas con la energía se mantendrán prácticamente planas durante la próxima década, alcanzando su nivel más alto en 2025, un 3 por ciento más que en la actualidad. Las emisiones disminuirán de manera constante durante el resto del período hasta mediados de siglo, momento en el que se habrán reducido en casi un 50 por ciento a alrededor de 18 Gt CO2 por año. No es necesario señalar que el momento de capturar CO2 no está al final de las emisiones globales.

Pero un argumento más convincente para iniciar CCS a gran escala ahora es la economía de las curvas de aprendizaje de costos, la tasa a la que los costos disminuyen por cada duplicación de capacidad (consulte la Figura 1). Las políticas actuales no le dan a CCS nada parecido al impulso que se observa para otras tecnologías como el viento, PV o EV y baterías.

(Fuente: DNV GL)

¿Por qué no está sucediendo CCS?
El costo es la barrera clave para la implementación de CCS. Hasta la fecha, la adaptación o adaptación de CCS a las centrales eléctricas y fuentes industriales solo se ha producido con la intervención del gobierno. La recuperación mejorada de petróleo (EOR) se ha mantenido como el único caso comercial viable.

El hecho es que la alternativa de no reducción es, y siempre ha sido, la opción más barata.

La mayoría de los economistas ven la fijación de precios del carbono como la forma más rentable de incentivar las reducciones de emisiones. Sin embargo, el 85 por ciento de las emisiones globales actualmente no tienen precio, y el 15 por ciento restante de las emisiones tiene un precio mayoritariamente inferior a $ 10 / tCO2, según el Estado de las Tendencias de los Precios del Carbono del Banco Mundial 2018.

No se espera que la aguja cambie mucho en los precios del carbono, incluso con un número creciente de iniciativas de precios del carbono y con ejemplos de precios más altos del carbono en lugares como los países nórdicos y Francia. De hecho, en DNV GL, nuestro pronóstico prevé que los precios del carbono superarán en 2050 a solo $ 60 / tCO2 en Europa y China, con precios en otros lugares entre $ 25-50 / tCO2.

La tecnología en sí misma no es un inhibidor de CCS. Los elementos tecnológicos en la cadena de valor de CCS se consideran razonablemente maduros, habiendo aparecido por primera vez en la industria a fines de los años setenta.

¿Poder o industria?
La CCS es necesaria dondequiera que haya emisiones, tanto en la generación de energía como en los procesos industriales. El nombre del juego es dejar de emitir CO2 a la atmósfera.

Se puede argumentar que CCS en la generación de energía puede ser reemplazado por un papel aún más fuerte para las energías renovables. Pero mientras haya combustibles fósiles en la mezcla de poder, se necesita CCS. Como los sistemas de energía siguen siendo predominantemente nacionales, el mandato de CCS probablemente seguiría el principio de que quien contamina paga, facilitando la igualdad de condiciones entre los diferentes tipos de energía. Además, industrias como el cemento, el hierro y el acero, el hidrógeno y el amoníaco tienen emisiones en las que el CO2 se crea como parte del proceso de producción.

La industria del cemento representa alrededor del 5 por ciento de las emisiones antropogénicas de CO2. En comparación, la flota mundial de automóviles representa alrededor del 8 por ciento. En la producción de cementos, alrededor de 1/3 de la emisión proviene del uso de la energía, en muchos casos del carbón, y podemos suponer que estos pueden ser reemplazados por fuentes de energía alternativas. Las emisiones restantes, para las cuales no vemos otra opción que no sea CCS, provienen de la reducción de la piedra caliza (CaCO3) al clinker de producto de cemento intermedio (CaO) con la liberación asociada de CO2.

Se pueden hacer argumentos similares para la producción de hierro y acero, amoníaco y aluminio.

Pero la tecnología nunca se ha instalado a la escala que ahora presenciamos para las energías renovables y el almacenamiento. Cuando se implementa, esperamos que experimente una tasa de aprendizaje de costos similar a esas industrias, con costos que reducen entre un 15 y un 20 por ciento por el doble de capacidad. Las unidades de desulfuración desarrolladas en grandes centrales eléctricas y otros emisores industriales de SOx durante los años '80 y '90 proporcionan cierta justificación para esto. los costos de capital de esas unidades se redujeron a la mitad en menos de dos décadas.

Entonces, la respuesta corta a por qué no está ocurriendo CCS es que:

• La señal del precio del carbono es demasiado débil₃ y / o la captura y almacenamiento de carbono de las emisiones de CO2 no están obligadas por ley
• El efecto de bola de nieve de la tecnología y las curvas de aprendizaje de costos no se ha desencadenado, manteniendo los costos de CCS altos

CCS actualmente no tiene sentido comercialmente, y faltan medidas políticas eficaces para acelerar los proyectos piloto y los proyectos de CCS. En consecuencia, hay muy pocos proyectos para desencadenar la experiencia del mundo real, la experiencia y las eficiencias industriales que resultan en la reducción de costos.

¿Qué tan grande es una explosión?
¿Cuántos proyectos se necesitan para lograr reducciones de costos significativas?

El beneficio de las industrias inmaduras es que, para empezar, tienden a tener una curva de aprendizaje de costos muy elevados, donde la mayor parte del aprendizaje se obtiene por capacidad adicional. Si agregamos 60 plantas nuevas a gran escala a la capacidad mundial, deberíamos poder ver reducciones de costos en alrededor del 30 por ciento del nivel actual. Este aprendizaje se aplicaría globalmente, independientemente de la ubicación. Por otro lado, agrupar algunos de los proyectos también permitiría el desarrollo de suficiente infraestructura regional de transporte y almacenamiento para que los proyectos adicionales sean mucho más viables.

(Fuente: DNV GL)

Sin una 'explosión' de esta magnitud, que permita la reducción de costos y el establecimiento de la simbiosis industrial y las cadenas de valor necesarias, las tecnologías de CCS y su implementación no sucederán por casualidad. El conjunto de tecnologías simplemente seguirá siendo un elemento hipotético de los escenarios de 2 grados o menos, y será ignorado por los pronosticadores serios.

La colaboración mundial y las estrategias de innovación concertadas deben impulsarse para aumentar la inversión y el despliegue. Se necesitan políticas de implementación impulsadas por el gobierno (por ejemplo, mandatos, apoyo a la inversión en tecnología, apoyo operativo y precios de carbono) para satisfacer las necesidades de riesgo de los proyectos.

Igualmente importantes son las iniciativas impulsadas por el sector para compartir el riesgo y prevenir la fuga de carbono carbon. Las grandes compañías de petróleo y gas deberían verlo en su propio interés para financiar el rápido despliegue de CCS como parte de mantener el atractivo de sus productos en un momento de transición, y para cumplir con las prioridades de los inversores en un momento en que la fijación de precios del clima Los riesgos se están generalizando.

En medio de la agenda global de descarbonización, la experiencia del sector privado y los recursos financieros de los 'pesos pesados' industriales deben ponerse en juego en los proyectos para desplegar CCS. Para que las tecnologías de CCS se realicen globalmente, lo que cuenta son las acciones a corto plazo.

Notas finales

1. "Así es como termina el mundo, no con una explosión sino con un gemido" es la línea citada con frecuencia de la primera estrofa del poema de TS Eliot, 'The Hollow Men' (1925).
2. Como mostramos en nuestro Energy Transition Outlook, la energía renovable sigue siendo barata cuando el porcentaje de energía renovable variable (VRES) es bajo. Una vez que la cuota de VRES crece a un nivel muy alto (60 por ciento o más), entonces se necesitan cambios significativos en un sistema de energía. Estos ajustes tomarán muchos años; por lo tanto, mantener un poco de combustible fósil en la combinación de energía es beneficioso para la estabilidad y, en general, más barato, incluso con CCS. Sin embargo, el presente artículo señala que el CCS es más necesario cuando los combustibles fósiles son predominantes en el sistema de energía, es decir, en la próxima década.
3. Un análisis reciente realizado por WindEurope y DNV GL (2018), centrado en Europa, muestra que la CAC sería económicamente atractiva con precios de CO2 de 90 € por tonelada, lo que permitiría un uso prolongado del gas natural frente a otras posibles alternativas con bajas emisiones de carbono. Para 2050, CCS podría reducir tanto las emisiones de producción de electricidad restantes de grandes centrales eléctricas (alrededor del 50 por ciento de las emisiones) como las emisiones relacionadas con la industria.
4. Fuga de carbono = empresas que transfieren la producción a regiones con menores requisitos de emisiones / bajo o sin precio de carbono.

Los autores
Kaare Helle es el Director de CCS de DNV GL y tiene una maestría en Mech Eng de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU), con una especialización en tecnología de captura de carbono. Es autor de varios de los métodos recomendados de DNV GL para CCS y actúa como experto técnico tanto en tecnologías de captura como en transporte de CO2.

Anne Louise Koefoed es investigadora principal en DNV GL. Máster en Gestión de Energía y Medio Ambiente, y Doctor en Innovación y Emprendimiento, ambos de la Escuela de Negocios de Noruega. Su trabajo actual se centra en la transición energética, el cambio climático y los cambios asociados en inversiones, estrategias de innovación y medidas de política.