Plantas de energía flotantes: Reciclando dióxido de carbono del océano

En lugar de los tejados, el océano podría servir como un lugar para paneles solares

Papel, latas, vidrio: el mundo recicla lo más posible. Entonces, ¿por qué no declarar también el dióxido de carbono (CO₂), un gas de efecto invernadero, como un producto de reciclaje?

Los combustibles líquidos a base de carbono seguirán desempeñando un importante papel en el futuro, a pesar de los esfuerzos internacionales para reducirlos. Por lo tanto, parece sensato recuperar las emisiones de CO₂ del medio ambiente y utilizarlas de nuevo.

Investigadores de ETH Zurich, PSI y las Universidades de Zurich, Berna y la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU), junto con un equipo de Empa, han calculado esta idea y han demostrado que las islas de metanol solar podrían producir suficiente combustible a largo plazo para hacer que todo el CO₂ emitido por las fuentes de transporte sea neutralizado en todo el mundo.

En medio de los océanos, el hidrógeno (H2) se producirá a partir de la energía solar (y el agua), que luego se convierte en metanol en el sitio utilizando el CO₂ extraído del agua de mar. Con este fin, los investigadores analizaron en detalle un escenario que todavía parece puramente hipotético, pero que ya proporciona la base para una posible implementación.

De la electricidad solar al hidrógeno y al metanol

La idea se basa en islas solares, es decir, plataformas flotantes equipadas con sistemas fotovoltaicos. Sin embargo, dado que la energía solar no se puede almacenar y transportar desde allí, no tiene sentido una planta de energía solar en el mar. El metanol líquido (CH₃OH) y el metano gaseoso (CH₄) se pueden producir a partir de dióxido de carbono e hidrógeno. La idea de los investigadores es que las materias primas podrían obtenerse directamente del océano o producirse allí.

Ya existen plantas de energía a gas a gran escala que convierten el hidrógeno y el CO₂ en combustible, incluida la plataforma de demostración "move" en el campus de Empa en Dübendorf. Por lo tanto, surge la pregunta: ¿por qué ir al mar con él? ¿Por qué no, como hacen las plantas existentes, extraer CO₂ del aire? La respuesta es simple: el espacio requerido para un suministro mundial de combustible sería enorme.

"Se necesitaría un área de alrededor de 170.000 km² para producir la demanda anual de transporte de carga global", explica Andreas Borgschulte, del laboratorio de Tecnologías Analíticas Avanzadas de Empa. Esto podría lograrse mejor con los sistemas de energía solar en el mar, un área que antes no se usaba y que no pertenece a nadie. El CO₂ también se puede extraer del aire en el mar, pero una alternativa atractiva, y aún obvia, sería utilizar la concentración de agua de mar aproximadamente 125 veces más alta para la "recolección de dióxido de carbono".

Más posibilidades para el metanol

En las plantas existentes, el CO₂ extraído de la atmósfera se utiliza principalmente para producir metano, lo que también sería posible en las islas solares. Sin embargo, en el curso de sus consideraciones, los investigadores decidieron producir un combustible líquido porque es más fácil de transportar.

Además, el metanol se puede usar no solo como combustible, sino también para fabricar otros productos químicos, como los precursores para la producción de polímeros. Las posibilidades para su uso (y los beneficios que se pueden lograr con él) son, por lo tanto, mucho mayores.

Sin embargo, tal "isla de metanol" tiene su precio: la construcción de una planta química en el océano costaría alrededor de 90 millones de dólares estadounidenses. Consistiría en unas 70 islas fotovoltaicas con un diámetro de unos 100 m² y una nave con las plantas de electrólisis y síntesis. Esto daría como resultado un área total de alrededor de 550.000 m². Pero un solo grupo está lejos de ser suficiente para lograr un balance cero de CO₂.

Se necesitaría un total de 170.000 de tales islas para reciclar la cantidad de CO₂ que se emite actualmente, un objetivo utópico, pero que vale la pena perseguir. "Se necesitan grandes ideas: las soluciones pequeñas solo abastecen a pequeñas partes del mundo, pero no a todas", dice Borgschulte.

Los investigadores han presentado sus resultados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS): Renewable CO₂ recycling and synthetic fuel production in a marine environment