Las emisiones de gases de efecto invernadero del transporte marítimo se perfilan como una de las partes más difíciles de eliminar, y aunque sea una parte relativamente pequeña (alrededor del 1,7% del total de las emisiones mundiales), hay que ocuparse de ella.
Pero los gigantescos y pesados barcos que recorren miles de kilómetros a la vez requieren cantidades extraordinarias de energía, y encontrar alternativas viables al gasóleo está resultando extremadamente difícil.
Los reactores nucleares a bordo proporcionan una autonomía extremadamente amplia a los grandes barcos, como los rompehielos y los submarinos nucleares, pero son demasiado caros para el transporte marítimo de mercancías, que necesita ser barato para mantener el 90% del comercio mundial que sustenta. Las baterías no son una opción debido a su escasa densidad energética. El hidrógeno, el amoníaco y los electrocombustibles neutros en carbono ofrecen algunas esperanzas, pero hasta que no se demuestren a escala, hay que investigar otras alternativas.
Hoy hablamos de una propuesta fascinante de un equipo de investigación de la Universidad de Northwestern: ¿qué pasaría si los grandes barcos siguieran utilizando hidrocarburos, aprovechando su jugosa densidad energética y una infraestructura de suministro bien establecida, pero capturando todas las emisiones de carbono a bordo y descargando ese carbono para su geosecuestro en las profundidades de cada puerto de destino?
Los barcos no podrían utilizar motores de combustión normales; éstos no sólo liberan CO2, sino también grandes cantidades de nitrógeno, por lo que habría demasiados gases de escape para capturar y almacenar a bordo.
En su lugar, funcionarían con propulsión eléctrica, con energía generada a partir de hidrocarburos mediante una pila de combustible de óxido sólido, o SOFC. Las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC), que suelen funcionar con hidrógeno como combustible, también son capaces de generar electricidad a partir de hidrocarburos, con un alto rendimiento, bajo coste y una maquinaria sencilla. Los subproductos son agua y dióxido de carbono, por lo que resulta sencillo capturar y almacenar ambos por separado.
La pila de combustible de óxido sólido es fundamental, porque quema el combustible con oxígeno puro, obteniendo un producto concentrado de CO2 que es almacenable. Si sólo quemáramos el combustible con aire, se diluiría mucho con nitrógeno y se obtendría demasiado gas para almacenarlo. Cuando el CO2 concentrado se comprime, puede almacenarse en un volumen no mucho mayor que el necesario para el combustible, lo que ahorra espacio.
Travis Schmauss, miembro del equipo de investigación.
El plan de Northwestern prevé dotar al depósito de combustible del barco de un tabique móvil, de modo que, a medida que se gaste el combustible, el lado del depósito pueda encogerse y el CO2 pueda comprimirse con compresores estándar y utilizarse para llenar el depósito por el otro lado. La compresión, según el equipo, restaría alrededor del 2% de la energía generada por la SOFC.
En el puerto de destino, podría ocurrir lo contrario; el carbono se bombearía a la vez que se introduce el combustible, y podría retirarse para su secuestro a largo plazo. Si se utiliza un combustible de hidrocarburos normal, este proceso no produciría emisiones. Si se utilizan electrocombustibles con captura de carbono, sería incluso negativo. Si alguna forma de hidrógeno resultara una alternativa viable, podría funcionar con él.
Esta tecnología no tiene grandes obstáculos para funcionar. Sólo hay que sustituir el depósito de combustible por el de doble cámara y añadir compresores de CO2. Y, por supuesto, hay que desarrollar la infraestructura para descargar el CO2 y secuestrarlo o utilizarlo.
Scott Barnett, autor principal del estudio y experto en SOFC.
Otros investigadores de la SOFC parecen no estar de acuerdo con la falta de obstáculos que percibe Barnett. En un estudio de 2020 publicado en la revista Materials for Renewable and Sustainable Energy, los investigadores Nai Shi at al afirman que, «cuando se alimentan con hidrocarburos, las SOFC encuentran grandes dificultades tanto en el rendimiento como en la estabilidad, lo que debe atribuirse a las lentas reacciones de oxidación de los hidrocarburos, a las graves reacciones de deposición de carbono y a las posibles reacciones de envenenamiento por azufre en el ánodo«.
Aun así, Barnett lleva al menos 16 años trabajando en la investigación de las SOFC alimentadas con hidrocarburos, así que no hay muchas razones para dudar de su autoridad en el tema.
Es una propuesta interesante, que no necesita esperar a futuros desarrollos de combustibles energéticos. Si las pilas de SOFC alimentadas con hidrocarburos están realmente preparadas para su uso, quizá estemos ante una solución relativamente sencilla para el transporte marítimo ecológico.
Más información: science.sciencemag.org
Vía northwestern.edu
Deja una respuesta