Se han encontrado fallas graves en los estudios de una década sobre la mejor manera de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y estabilizar el clima.
Los hallazgos, de la Universidad de Michigan, se publican cuando los líderes mundiales en el intento de la COP21 de negociar el primer acuerdo climático internacional vinculante del mundo.
Los investigadores de la UM han descubierto que la mayoría de los análisis económicos de captura y almacenamiento de carbono, o CCS, tecnología para centrales eléctricas de carbón subestiman gravemente los costos de la técnica y sobrestiman su eficiencia energética. CCS implica succionar carbono de las centrales eléctricas de carbón 'gases de combustión, comprimiéndolos y luego inyectándolos a gran profundidad.
El nuevo análisis coloca el costo de reducir las emisiones de carbono con plantas de carbón equipadas con CCS más alto que cualquier estudio anterior y, lo que es más importante, más alto que el viento y comparable a la energía solar. Es el primer estudio que confronta la llamada 'energíabucle 'inherente al proceso CCS.
Más allá de una 'penalización energética' única que pagan estas plantas porque tienen que quemar más carbón para alimentar dispositivos que capturan carbono, los investigadores dicen que la desventaja se complica hasta que los costos del combustible aumentan a cuatro veces las estimaciones aceptadas en la actualidad.
"La conclusión es que las energías renovables serán una alternativa más barata para reducir las emisiones de carbono del carbón, al menos en los Estados Unidos y probablemente a nivel mundial", dijo Steve Skerlos, profesor de ingeniería mecánica e ingeniería civil y ambiental de la UM.
"Para nosotros, esto significa que los legisladores deben dejar de perder el tiempo esperando soluciones mágicas tecnológicas para mantener el status quo en el sector eléctrico y acelerar rápidamente la transición del carbón a las energías renovables, o posiblemente, las centrales eléctricas de gas natural con CAC".
Las centrales eléctricas de carbón producen casi un tercio de la electricidad mundial. En la actualidad, también emiten más de la mitad del dióxido de carbono del sector energético mundial, el principal impulsor del cambio climático. Los científicos recomiendan reducir drásticamente las emisiones de CO2 para mantener elplaneta se caliente más de 2 grados Celsius 3,6 Fahrenheit por encima de su promedio preindustrial.
La CAC ha parecido una forma viable de hacerlo. El carbón es un combustible relativamente barato y la infraestructura para utilizarlo ya existe, tanto en los EE. UU. Como en economías en crecimiento como China e India. Mientras que la CAC todavía se encuentra en la fase de investigación, y no se utiliza comercialmente en la actualidad, ocupa un lugar destacado en los mapas del panorama energético más limpio del mañana.
"Todos los estudios tecnológicos, económicos y de políticas importantes publicados en la última década sobre cómo alcanzar el objetivo internacionalmente determinado de reducir en un 80% los gases de efecto invernadero para 2050 se han basado en el despliegue a gran escala de la captura y secuestro almacenamiento de carbono".Dijo Skerlos.
Los informes de 2005 y 2012 del Panel Internacional sobre el Cambio Climático sugieren que la CAC podría permitir entre el 10 y el 55 por ciento de la reducción total de carbono de la nación para 2100, por ejemplo. Y solo este año, un estudio internacional publicado en PNAS proyecta que casi el 85 por ciento de las reducciones de emisiones para 2050 podrían provenir de CCS de carbón.
Estos informes y muchos otros similares no capturan el panorama completo. Las proyecciones actuales y defectuosas fijan los costos de combustible de una planta de carbón equipada con CCS en $ 29 millones por año más que una planta convencional. La nueva investigación de UM calcula elcosto adicional de combustible en cerca de $ 126 millones, dijo Sarang Supekar, investigador postdoctoral en ingeniería mecánica y primer autor del nuevo estudio.
"Los estudios de política energética actuales se basan en estimaciones de costos que subestiman en gran medida la penalización energética total y los costos de la CAC para las centrales eléctricas de carbón", dijo Supekar. "Por lo tanto, sobrepredican el papel de la CAC en el futuro".
¿Por qué la discrepancia? Resulta que los estudios que recomiendan que la CAC sea una pieza clave de la cartera de energía futura del mundo se basan en cifras de un estudio piloto de 1991 que no tiene en cuenta completamente lo que Supekar llama efectos de retroalimentación.
"Para capturar el CO2, es necesario generar más energía", dijo Supekar. "Para obtener esta energía, se quema más carbón, lo que genera más CO2 que se debe capturar. Por lo tanto, existe este ciclo que está sucediendo y que debe serrepresentaron."
El número importante, dijo Supekar, es la 'eficiencia térmica' general de una planta. Esa es la cantidad total de calor de la quema de carbón que se convierte en electricidad útil.
El estudio de 1991, realizado por un investigador del Instituto de Investigación de Energía Eléctrica en Palo Alto, evaluó la viabilidad económica y de ingeniería de usar CCS para reducir las emisiones de carbono. Concluyó que el proceso era costoso. También dejó en claro que implementar CCSrequieren una elección entre aceptar una producción de energía útil más baja y, como dice Skerlos, "enfrentar el ciclo de energía", quemar más combustible para mantener estable la producción de energía.
El estudio inicial optó por una producción de potencia más baja. Pero los estudios posteriores que lo citan no interpretaron esa caída de manera adecuada, ni mencionaron el ciclo de energía.
Para tener una idea del impacto de esta omisión, la eficiencia térmica típica de una nueva planta de carbón es de aproximadamente el 38 por ciento. La literatura actual, que ignora en gran medida el ciclo de energía, estima que la CCS reduciría la eficiencia térmica al 26 por ciento. Pero la UMlos investigadores dicen que es más como un 16 por ciento. Esta reducción de la eficiencia es la causa del aumento de costos.
A medida que se han puesto en línea más proyectos de prueba de CCS, la comunidad ha notado penalizaciones por energía más altas de lo esperado, dijo Supekar. Su estudio es el primero en cuantificar lo que están experimentando esas plantas. La cuantificación es un paso importante para determinar si elLa técnica tiene sentido tanto desde la perspectiva económica como medioambiental. Los investigadores dicen que no.
"La conclusión de una sola línea es que el carbón debe permanecer en el suelo", dijo Supekar. "No es eficiente sacarlo, quemarlo y volver a colocarlo. Las energías renovables, y posiblemente las centrales eléctricas de gas natural con tecnología CCS,ser mucho más económico y eficiente ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Michigan . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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