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Instan a reducir emisiones de CO2 de industria química con electrificación

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Instan a reducir emisiones de CO2 de industria química con electrificación

industria química


La industria química no ha efectuado ninguna estrategia hacia la descarbonización; a pesar de que es la mayor consumidora de energía industrial del mundo y la tercera fuente de emisiones industriales

Según la Agencia Internacional de Energía, en 2019 el sector industrial en su conjunto fue responsable del 24% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. Esto se debe a que la demanda global de productos químicos sigue creciendo; en consecuencia, también las emisiones de la industria.

“Cuando se trata de la acción climática y el manejo de las emisiones que provienen del sector químico, la lentitud del progreso es en parte técnica y en parte impulsada por la vacilación de parte de los formuladores de políticas para impactar demasiado en la competitividad económica del sector”, dijo Dharik Mallapragada, científico investigador de la Iniciativa de Energía del MIT.

Para los investigadores de un artículo publicado en Joule, es necesario desarrollar e implementar nuevos métodos sostenibles de producción química; y reconsiderar las tecnologías actuales de producción química intensiva en emisiones. Por ello, la electrificación impulsada por fuentes bajas en carbono debe verse de manera amplia como una vía a la descarbonización.

Cuatro rutas tecnológicas

Electricidad

La primera opción consiste en remplazar el uso de combustibles fósiles con electricidad. Lo cual afectará de forma directa la descarbonización de la red eléctrica. Para implementar con éxito estas tecnologías, su operación debe coordinarse con la red eléctrica de manera mutuamente beneficiosa para evitar sobrecargarla.

Los procesos electrificados tienen el potencial de ser mucho más flexibles que los procesos convencionales impulsados ​​por combustibles fósiles. Esto puede reducir el costo de la producción química al permitir que los productores cambien el consumo de electricidad a momentos en que el costo de la electricidad es bajo.

“La flexibilidad del proceso tiene un impacto particular durante las condiciones de tensión de la red eléctrica. Puede ayudar a acomodar mejor los recursos de generación renovable; que son intermitentes y a menudo están mal correlacionados con los ciclos diarios de la red eléctrica”, afirmó Yury Dvorkin, profesor asociado de investigación en Johns Hopkins Ralph O’ Instituto Connor de Energía Sostenible.

Hidrógeno electrolítico

La segunda opción consiste en sustituir estos combustibles dañinos al planeta con hidrógeno  generado electroquímicamente, ya que el hidrógeno convencional es la materia prima de la industria química.

Algunos portadores de energía intermedios pueden usarse como almacenamiento de energía muy eficiente. Como el hidrógeno, agregó Dvorkin, se puede emplear para las operaciones diarias y a largo plazo. Esto ayudaría a respaldar la red eléctrica durante eventos extremos cuando los generadores tradicionales y renovables puedan no estar disponibles.

“La aplicación del almacenamiento de larga duración es de particular interés, ya que es un facilitador clave de una sociedad de bajas emisiones, aunque no se ha generalizado más allá de las unidades hidroeléctricas de bombeo”, añadió Dvorkin. “Sin embargo, a medida que imaginamos la fabricación de productos químicos electrificados, es importante garantizar que la electricidad suministrada provenga de generadores de bajas emisiones para evitar fugas de emisiones del sector químico al sector energético”.

Electroquímica

La electroquímica tiene el potencial de reemplazar los procesos termoquímicos intensivos en energía y carbono que se utilizan actualmente en la industria química. Al adoptar estos procesos las transformaciones químicas pueden ocurrir a temperaturas y presiones más bajas, lo que puede mejorar la eficiencia.

“Estas vías de reacción también tienen el potencial de habilitar plantas más flexibles que respondan a la red y el despliegue de plantas de fabricación modulares que aprovechen las materias primas químicas distribuidas, como los desechos de biomasa, mejorando aún más la sostenibilidad en la fabricación de productos químicos”, comentó Miguel Modestino, director de la Iniciativa de Ingeniería Sostenible en la Escuela de Ingeniería Tandon de la Universidad de Nueva York.

Plasma

Aunque el uso del plasma para sustituir los desarrollos termoquímicos intensivos es menos maduro tecnológicamente, al igual que la electroquímica, puede ayudar a descarbonizar. Por ello, cada opción debe evaluar el ciclo de vida tecnoeconómico y ambiental para sopesar las compensaciones y establecer métricas adecuadas de costo y rendimiento.

Cabe señalar que una gran barrera para la descarbonización profunda de la fabricación de productos químicos se relaciona con su naturaleza compleja y multiproducto. Sin embargo, “no existe una bala de plata”, una especie de línea estándar con todas las soluciones para el cambio climático, expresó Dharik Mallapragada.

“Cada opción tiene pros y contras, así como ventajas únicas. Pero conocer la cartera de opciones en las que puede usar la electricidad nos permite tener una mejor oportunidad de éxito y de reducir las emisiones. Y hacerlo de una manera que respalde la descarbonización de la red”, agregó.

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