Los parques eólicos en alta mar podrían capturar carbono del aire y almacenarlo
El objetivo de la administración Biden es tener 30 gigavatios de energía eólica en alta mar que fluye para 2030. Foto: Ragnar1904
Fuera de las costas de Massachusetts y Nueva York, los desarrolladores se están preparando para construir los primeros parques eólicos en alta mar en alta mar de los Estados Unidos aprobados por el gobierno federal, 74 turbinas en todo lo que podría alimentar 470,000 hogares.Más de una docena de otros proyectos de viento en alta mar están esperando la aprobación a lo largo de la costa este.
Para 2030, el objetivo de la administración Biden es tener 30 gigavatios de energía eólica en alta mar que fluye, suficiente para alimentar más de 10 millones de hogares.
Reemplazar la energía a base de combustible fósil con energía limpia como la energía eólica es esencial para detener los efectos de empeoramiento del cambio climático.Pero esa transición no está sucediendo lo suficientemente rápido como para detener el calentamiento global.Las actividades humanas han bombeado tanto dióxido de carbono a la atmósfera que también tendremos que eliminar el dióxido de carbono del aire y bloquearlo de forma permanente.
Los parques eólicos en alta mar están posicionados de manera única para hacer ambas cosas y ahorrar dinero.
Como geofísico marino, he estado explorando el potencial para combinar turbinas eólicas con tecnología que captura dióxido de carbono directamente del aire y lo almacena en depósitos naturales bajo el océano.Construidas juntas, estas tecnologías podrían reducir los costos de energía de la captura de carbono y minimizar la necesidad de tuberías en tierra, reduciendo los impactos en el medio ambiente.
La mayoría de las áreas de arrendamiento de energía renovable en la costa atlántica están cerca de los Estados del Atlántico Medio y Massachusetts.Alrededor de 480,000 acres de Nueva York Bight están programados para ser subastados para parques eólicos en febrero de 2022. Imagen: Oficina de Administración de Energía Oceánica
Capturar CO2 desde el aire
Varios grupos de investigación y nuevas empresas tecnológicas están probando dispositivos directos de captura de aire que pueden extraer dióxido de carbono directamente de la atmósfera.La tecnología funciona, pero los primeros proyectos hasta ahora son caros y son intensivos en energía.
Los sistemas usan filtros o soluciones líquidas que capturan CO2 del aire volado a través de ellos.Una vez que los filtros están llenos, se necesitan electricidad y calor para liberar el dióxido de carbono y reiniciar el ciclo de captura.
Para que el proceso logre emisiones negativas netas, la fuente de energía debe estar libre de carbono.
La planta de captura de aire directa activa más grande del mundo que funciona hoy en día hace esto mediante el uso del calor de los residuos y la energía renovable.La planta, en Islandia, luego bombea su dióxido de carbono capturado en la roca de basalto subyacente, donde el CO2 reacciona con el basalto y calcifica, convirtiéndose en mineral sólido.
Se podría crear un proceso similar con turbinas eólicas en alta mar.
Si se construyera sistemas directos de captura de aire junto con turbinas eólicas en alta mar, tendrían una fuente inmediata de energía limpia del exceso de energía eólica y podrían tuve un dióxido de carbono capturado directamente para almacenar debajo del fondo del mar, reduciendo la necesidad de extensos sistemas de tuberías.
Climworks, una compañía suiza, tiene 15 plantas directas de captura de aire que eliminan el dióxido de carbono del aire.Foto: Climworks
Los investigadores están estudiando actualmente cómo funcionan estos sistemas en condiciones marinas.La captura de aire directo apenas comienza a implementarse en tierra, y la tecnología probablemente tendría que ser modificada para el duro entorno oceánico.Pero la planificación debe comenzar ahora para que los proyectos de energía eólica sean posicionados para aprovechar los sitios de almacenamiento de carbono y diseñados para que se puedan compartir las plataformas, infraestructura subsea y redes cableadas.
Usar exceso de energía eólica cuando no es necesario
Por naturaleza, la energía eólica es intermitente.La demanda de energía también varía.Cuando el viento puede producir más potencia de la necesaria, se reduce la producción y se pierde la electricidad que podría usarse.
Esa potencia no utilizada podría usarse para eliminar el carbono del aire y bloquearlo.
Por ejemplo, el objetivo del estado de Nueva York es tener 9 gigavatios de energía eólica en alta mar para 2035. Se espera que esos 9 gigavatios entreguen 27.5 horas de electricidad por año.
Basado en las tasas históricas de reducción del viento en los EE. UU., Se puede esperar un excedente de 825 megavatios-hora de energía eléctrica por año a medida que los parques eólicos en alta mar se expandan para cumplir con este objetivo.Suponiendo que la eficiencia de la captura de aire directo continúe mejorando y alcanza objetivos comerciales, esta energía excedente podría usarse para capturar y almacenar más de 0.5 millones de toneladas de CO2 por año.
Eso es si el sistema solo usara energía excedente que se hubiera desperdiciado.Si usara más energía eólica, su potencial de captura y almacenamiento de carbono aumentaría.
Varias áreas del Atlántico Medio que se arriendan por parques eólicos en alta mar también tienen potencial para el almacenamiento de carbono debajo del fondo marino.La capacidad se mide en millones de toneladas métricas de CO2 por kilómetro cuadrado.Estados Unidos produce alrededor de 4,5 mil millones de toneladas métricas de CO2 de energía por año.Imagen: Departamento de Energía y Battelle de EE. UU.
El panel intergubernamental sobre cambio climático ha proyectado que 100 a 1,000 gigatones de dióxido de carbono deberán eliminarse de la atmósfera durante el siglo para mantener el calentamiento global por debajo de 1,5 grados Celsius (2.7 Fahrenheit) en comparación con los niveles preindustriales.
Los investigadores han estimado que las formaciones geológicas de subsideo adyacentes a los desarrollos eólicos en alta mar planeados en la costa este de los Estados Unidos tienen la capacidad de almacenar más de 500 gigatones de CO2.Es probable que existan rocas de basalto en una serie de cuencas enterradas en esta área, agregando aún más capacidad de almacenamiento y permitiendo que el CO2 reaccione con el basalto y se solidifique con el tiempo, aunque las encuestas geotécnicas aún no han probado estos depósitos.
Planificar tanto a la vez ahorra tiempo y costo
Los nuevos parques eólicos construidos con captura de aire directo podrían ofrecer energía renovable a la red y proporcionar energía excedente para la captura y almacenamiento de carbono, optimizando esta inversión masiva para un beneficio climático directo.
Pero requerirá una planificación que comience mucho antes de la construcción.El lanzamiento de las encuestas geofísicas marinas, los requisitos de monitoreo ambiental y los procesos de aprobación para la energía eólica y el almacenamiento juntos puede ahorrar tiempo, evitar conflictos y mejorar la administración ambiental.
David Goldberg es profesor de investigación en el Observatorio Lamont-Doherty Earth de la Universidad de Columbia.
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