Descripción general
Existe una necesidad urgente de remover el dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera para garantizar la seguridad y la resiliencia climáticas. En 2022, Estados Unidos estableció el objetivo de desarrollar vías de extracción de dióxido de carbono (CDR) que capturen el CO2 de la atmósfera y lo almacenen a escala gigatón (al menos mil millones de toneladas métricas al año). Aunado al objetivo nacional general de reducir rápidamente las emisiones actuales de gases de efecto invernadero (GEI), la CDR ofrece una opción esencial para lograr emisiones netas cero en 2050.
El informe Roads to Removal (R2R) es un esfuerzo de colaboración nacional de más de 68 científicos y 13 instituciones que analizan oportunidades específicas regionales con el fin de abordar el apremiante problema del cambio climático y la urgente necesidad de extraer el dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera y almacenarlo a escala gigatón. Los investigadores de R2R evaluaron diversas técnicas para extraer el dióxido de carbono (CDR) a nivel de condado en función de factores como la viabilidad, la capacidad, el impacto y el costo. Los capítulos del informe incluyen Bosques, Suelo, Extracción y Almacenamiento de Carbono en Biomasa (BiCRS) y la Captura Directa de Aire (DAC), así como la viabilidad y los costos de transportar el CO2 y almacenaje en el subsuelo. El informe también examina los co-beneficios ambientales y socioeconómicos y la importancia de evitar y reducir los impactos negativos sobre las personas y el medio ambiente.
Fuente: Dra. Corinne Scown, Planta de conversión de residuos en energía de ZWEDC
BOSQUES
Los bosques son importantes para mitigar el cambio climático, actuando como “máquinas vivas de captura directa de aire” que absorben dióxido de carbono, y también pueden transportar y almacenar ese CO2 en tejidos vegetales y el suelo. Sin embargo, la gestión forestal juega un papel crucial en la maximización de estos beneficios. Existen muchas oportunidades para aumentar la extracción y el almacenamiento de CO2 a través de la reforestación y la gestión forestal, al tiempo favoreciendo la vida silvestre, y proporcionando recursos a las comunidades humanas y manteniendo valores culturales y estéticos. Una gestión forestal eficaz debe adaptarse a las circunstancias cambiantes y dar prioridad a la resiliencia ante acontecimientos impredecibles. En este capítulo, los investigadores de Roads to Removal presentan tres estudios de caso basados en los bosques maderables del Noreste, bosques propensos a los incendios del Oeste y los bosques de pinos de las regiones de las Llanuras Costeras del Aureste. Estos estudios de caso destacan las opciones de gestión específicas de cada región para la extracción y el almacenamiento de carbono, adaptadas a las características particulares de cada zona forestal y sus comunidades.
Gestión de los suelos de cultivo
El aumento de las reservas de carbono orgánico en los suelos de cultivo es una estrategia clave para la remoción del dióxido de carbono de los suelos de cultivo en EE.UU. Los suelos de cultivo ya están gestionados y cubren una gran extensión de terreno. Además, las prácticas para mejorar el carbono orgánico son de baja tecnología, de implementación inmediata y pueden producir beneficios mutuos. Estas prácticas incluyen: cultivos de cobertura, barreras de cultivos perennes y cultivos de carbono perennes.
El análisis a nivel de condado del informe R2R examinó el potencial de remoción de CO2 por medio del suelo de cultivo utilizando modelos biogeoquímicos y un modelo económico de decisión sobre el uso de la tierra (considerando la necesidad del suelo para la producción de alimentos). Los investigadores consideraron los co-beneficios sociales y ambientales, consideraciones de equidad y se integraron las incertidumbres clave con la valoración financiera de este método.
Por medio de este análisis, los investigadores muestran que las prácticas de extracción de CO2 a través de suelos son económicas y pueden implementarse de inmediato para extraer más de 100 millones de toneladas acumuladas de CO2 antes de 2050. Si bien es menos duradero que el almacenamiento geológico, el almacenamiento de carbono en el suelo puede ofrecer tanto un beneficio climático como mejores resultados ambientales. Aunque menos duradero que el almacenamiento geológico, implementarlo puede aportar un beneficio climático. Sin embargo, estas prácticas requieren un mantenimiento continuo para mantener el carbono almacenado en el suelo, lo que las hace vulnerables a depender de una gestión adecuada.
Captura directa de aire
La extracción de dióxido de carbono de la atmósfera por medio de la captura directa de aire (DAC) tiene el potencial de eliminar billones de toneladas de CO2, pero este proceso también requiere un aumento de los recursos energéticos renovables como también evitar emisiones adicionales. La cantidad de tierra necesaria para la generación de electricidad renovable también restringe la capacidad máxima de la DAC. Sin embargo, hay regiones en EE.UU. que tienen un importante potencial de energías renovables, y que además coinciden con las formaciones geológicas necesarias para el almacenamiento de CO2, haciéndolas ideales para la construcción de la DAC.
A pesar de su potencial, se prevé que la DAC sea la forma más costosa de extracción del dióxido de carbono que las demás opciones identificadas en el informe R2R. Sin embargo, la DAC puede crear empleos en el ámbito de gestión del carbono y ayudar a las comunidades a terminar con su dependencia en combustibles fósiles. Es esencial considerar a fondo todas las emisiones asociadas a la DAC, en particular aquellas derivadas del uso de energía, para evaluar con precisión su capacidad de captura de carbono. Los desarrolladores de DAC que utilizan electricidad renovable deben considerar usos alternos para esa electricidad, tales como la descarbonización de las redes locales.
El análisis de Roads to Removal reveló que algunas regiones tienen más potencial para la DAC combinada con electricidad renovable, mientras que otras tienen un gran potencial para la DAC combinada con gas natural.
BiCRS / biomasa
La extracción y almacenamiento de carbono en biomasa, o BiCRS, es una técnica usada para capturar y almacenar dióxido de carbono utilizando plantas para absorber carbono de la atmósfera. El carbono se almacena transformando la biomasa en productos duraderos o capturando y almacenando el CO2 que se produce durante el procesamiento de la biomasa. La BiCRS se considera una estrategia importante para limitar el calentamiento global a 1.5º C en 2100, como indican los modelos de evaluación integrados.
La BiCRS tiene el potencial de crear flujo de ingresos y además remover el carbono con la generación de materiales y productos energéticos a partir de la biomasa. Sin embargo, la BiCRS también presenta ciertos riesgos, entre ellos el cambio del uso del suelo, el cual puede desplazar los ecosistemas naturales y la producción de alimentos, resultando en inesperados impactos climáticos. Otros riesgos incluyen la complejidad de los procesos, los cuales requieren la cooperación entre agricultores, operadores de biorrefinerías y sistemas de almacenamiento de carbono.
Debido al amplio alcance de la BiCRS, el informe de Roads to Removal explora temas como el uso del suelo, la disponibilidad de biomasa, el transporte, las vías de conversión y la selección de sitios para biorrefinerías en Estados Unidos.
Almacenamiento geológico y transporte de CO2
El almacenamiento geológico desempeña un papel crucial en la extracción del carbono de la atmósfera, ofreciendo un medio de almacenamiento a largo plazo para el CO2. Apoyados en la investigación exhaustiva que existe sobre este tema, los investigadores de Roads to Removal realizaron un nuevo análisis para determinar la distribución y los costos estimados de los recursos de almacenamiento geológico, y métodos de transporte del CO2 (para llevarlo desde donde se captura hasta donde puede almacenarse).
El informe, encontró que los oleoductos y las barcazas son los métodos de transporte más rentables para las regiones que transportaran grandes cantidades de CO2, pero el transporte con camiones es el método más económico de transporte a distancias cortas.
El análisis del almacenamiento geológico incluye dos elementos nuevos. En primer lugar, traza la “ventana de almacenamiento” en donde las rocas sedimentarias se encuentran a la profundidad adecuada para retener el CO2 como fluido denso y permitir su inyección. En segundo lugar, considera nuevos costos tales como el impacto del volumen de almacenamiento en los costos de arrendamiento de tierras, caracterización y monitoreo y los beneficios para las comunidades. Además, el análisis estima los costos por proyecto, lo que permite a los desarrolladores encontrar opciones de almacenamiento adecuadas para los proyectos de extracción en función de los costos deseados.
Más de la mitad de Los Estados Unidos tiene potencial para el almacenamiento de CO2, principalmente en zonas bien estudiadas de la Costa del Golfo y en decenas de cuencas interiores. Los costos varían según la ubicación y las formaciones rocosas, con costos medios de almacenamiento inferiores a $20/tonelada en algunas zonas y superiores en otras.
Equidad y justicia ambiental
Al cuantificar las opciones para que Estados Unidos alcance la escala de los mil millones de toneladas de extracción de CO2 para 2050, quedó claro que las inversiones determinadas a escala nacional podrían impulsar cambios socioeconómicos y ambientales en todo el país. Sin embargo, los cambios netos positivos varían en función de cada método de extracción de CO2, de los recursos que dispone un determinado condado, de los desafíos a los que se enfrenta y como su historia pueda contextualizar los nuevos proyectos.
Para ayudar a los responsables de la formulación de políticas públicas, desarrolladores de proyectos y comunidades a evaluar las ventajas y desventajas de cada opción de extracción de CO2 disponible en un condado y qué proyectos pueden beneficiarles más con riesgos mínimos, el equipo de Roads to Removal elaboró un “Índice EEEJ” para cada método de extracción de CO2. El Índice EEEJ jerarquiza la probabilidad de cada condado para obtener co-beneficios con riesgos mínimos para cada determinado método de extracción de CO2. Luego, los valores del índice de EEEJ se compararon con el “Índice de Vulnerabilidad Social” del Centro para el Control de Enfermedades para identificar: (1) condados muy vulnerables que podrían específicamente beneficiarse de los co-beneficios de servicios ambientales (p.ej. mejoras en la calidad del agua) y (2) los condados menos vulnerables que podrían tener la capacidad para convertirse en líderes pioneros en métodos innovadores de ingeniería para la extracción del CO2 con co-beneficios económicos altos.
Apoyados en los hallazgos – incluyendo los datos sobre la creación de nuevos empleos, la prevención de impactos negativos sobre la salud y la prevención de incendios forestales – existen oportunidades para personalizar los enfoques – de extracción de CO2 de cada condado y satisfacer sus necesidades locales y distribuir los beneficios estratégicamente por todo el país para obtener el máximo potencial de justicia restaurativa y distributiva.
Oportunidades regionales
Los investigadores de Roads to Removal identificaron y exploraron los atributos de los 3,143 condados de EE.UU. y los agruparon en 22 regiones que presentan oportunidades y desafíos regionales específicos para la extracción de CO2. Estas regiones varían en cuanto a su geografía, clima, biomasa, economías, historias y poblaciones, y cada una tiene recursos únicos que pueden contribuir al logro de los objetivos de extracción de CO2. Para elaborar este análisis regional se examinaron factores como la disponibilidad de recursos de carbono (p. ej. biomasa), energías renovables, equidad y justicia ambiental en cada condado.
Como se ilustra en el mapa presentado arriba, algunas regiones tienen potencial para implementar plenamente la captura y el almacenamiento de carbono basado en biomasa a gran escala y a bajo costo. Algunas regiones, como las ciudades Occidentales y las del Noreste, generan una cantidad importante de residuos ricos en carbono que pueden capturarse de forma más eficiente. En todo Estados Unidos, los bosques abundantes y la agricultura pueden proporcionar suficiente biomasa para alcanzar los objetivos del país de extracción de CO2 con una gestión deliberada.
En general, los hallazgos del informe indican que alcanzar los objetivos climáticos de cero neto del país y una mayor calidad de vida en Los Estados Unidos requiere la cooperación entre todas las regiones.