Perspectivas

Combustibles fósiles descarbonizados: el futuro de la industria de hidrocarburos

por Andrés Guevara de la Vega

El Toyota FCV Plus, un concepto de vehículo impulsado por una batería de combustible de hidrógeno capaz de generar electricidad directamente y operar como una fuente estable de electricidad para su uso doméstico o portátil. 6 de enero de 2016, Las Vegas, Nevada. Fotografía de Alex Wong | Getty Images North America | AFP

26/08/2019

El cambio es la ley de la vida y aquellos que solo miran al pasado o al presente seguramente perderán el futuro.

– John F. Kennedy

Los académicos coinciden en que hace unos 400 mil años el Homo Erectus comenzó a utilizar el fuego de manera controlada. El combustible de ese fuego era materia biológica (también conocida hoy en día como biomasa). En criollo, madera o leña. El monopolio de la madera se acabó después de menos de medio millón de años. La madera dominó el mercado energético hasta mediados del siglo XIX cuando el carbón se consolidó como el combustible líder en el pico de la revolución industrial. 

El petróleo comienza a explotarse a gran escala a finales del siglo XIX y, alrededor de la década de 1970, supera al carbón como líder en el suministro de energía primaria al mundo. Para ese entonces la humanidad había logrado diversificar sus fuentes de energía primaria entre petróleo, carbón, biomasa, gas e hídrica. El dominio del carbón duraría apenas un poco más de un siglo. 

Sin embargo la fecha de caducidad del petróleo ya ha sido decretada. Los expertos hablan de que alcanzará su demanda pico entre el 2030 y el 2040. Sin embargo, se espera que continúe como líder indiscutible (medido como cuota de participación entre las fuentes de energía primaria) hasta posiblemente el 2050. En ese momento se cree que el testigo será transferido al gas natural. En cualquier caso el dominio del petróleo duraría menos de un siglo.

El gas natural continuará con la misma tendencia que los líderes anteriores. Su periodo de dominancia será aún más corto que la energía anterior, el petróleo, y la diversificación energética será aún mayor al incluir energía nuclear, renovables e hidrógeno en la mezcla. Con suerte, el gas natural tendrá la mayor cuota de participación de las energías primarias por una o dos décadas. Las energías alternativas y el hidrógeno se complementarán para dominar el mercado energético a finales de este siglo y darle al mundo energía limpia sin emisiones de carbono. Ese parece ser el futuro energético del mundo hasta que aparezca alguna fuente de energía aún mejor.

Esta evolución inevitable no eliminará la necesidad de tener empresas de energía; su objetivo seguirá siendo el modo, el de proveer a la sociedad de movilidad, calor e iluminación. Lo que cambiará son los productos con los que estas empresas cumplen su propósito. En vez de gasolina, diesel y jet fuel para proveer movilidad, se producirán combustibles líquidos a gran escala hechos con biomasa y la adición de hidrógeno. Fulcrum bioenergy es un ejemplo de esta tecnología. El hidrógeno también se mezclará inicialmente al flujo de gas natural (así como los biocombustibles se mezclan con los combustibles fósiles líquidos hoy en día) y, eventualmente, lo reemplazará como fuente de calor para uso residencial (en la cocina y los calentadores) y uso comercial e industrial. El proyecto H21 de la Noruega Equinor en Humberside, Reino Unido, es un ejemplo de esta tecnología. Sin embargo, el gran crecimiento se espera en la demanda de iluminación o electricidad limpia. La transición de vehículos de combustión interna a vehículos eléctricos junto a la transición de fuentes de calor de gas natural a electricidad servirán de base para un crecimiento en la demanda y oferta de generación eléctrica. Las energías renovables no podrán solas, inclusive con la adición de baterías para almacenar los excedentes de energía y proveer cuando no haya suficiente. La generación termoeléctrica será clave para proveer la flexibilidad requerida por los sistemas eléctricos alrededor del mundo para balancear las necesidades estacionales, entre días de semana y fines de semana, y cada hora del día. Estas termoeléctricas tendrán la flexibilidad de quemar gas natural y capturar y secuestrar sus emisiones de carbono o quemar hidrógeno directamente. En cualquier caso, será electricidad limpia o libre de carbono. El proyecto Clean Gas Project de OGCI (Oil and Gas Climate Initiative) en Teesside, Reino Unido, es un ejemplo de esta tecnología que incluye generación termoeléctrica a gas con captura y secuestro de carbono post combustión.

18 de los 28 países miembros de la Unión Europea, incluyendo al Reino Unido, ya están comprometidos en convertirse en países neutrales de carbono en el 2050 -en línea con las metas del 2015 Paris Climate Conference-. Es decir, apuntan a eliminar sus emisiones de carbono a través de la combinación de energías renovables, la captura y secuestro de carbono producido por industrias varias y generadoras eléctricas, la electrificación del transporte y el uso de biomasa como combustible -que, al momento de estar viva, absorberá el carbono que liberará al ser quemada en el futuro resultando en un balance de cero carbono a lo largo de su vida-. Estos países estarán en la vanguardia de las políticas públicas que incentivan la descarbonización a través de impuestos y subsidios, hasta que se cree suficiente masa crítica para que el mercado y negocio de carbono despegue por sí mismo. Otros países los seguirán con el paso del tiempo. Inclusive Estados Unidos ya tiene incentivos para promover la captura y secuestro de carbono a través de créditos fiscales conocidos como 45Q.

El futuro de las empresas de energía evolucionará para convertirse en proveedoras de biocombustibles, electricidad limpia, hidrógeno y servicios de captura y secuestro de carbono. Algunas empresas lograrán adaptarse, otras no y desaparecerán, así como surgirán nuevas empresas de energía. 

Notemos que la palabra hidrógeno aparece de forma recurrente tanto en la producción de biocombustibles como en la generación de calor y electricidad limpia. Por eso es importante entender cómo se produce el hidrógeno y los “tipos” de hidrógeno que hay.

El hidrógeno se puede producir a gran escala reformando el gas natural o a través de la electrólisis del agua. En el caso del gas natural (CH4), el proceso químico separa las moléculas de Cs de las Hs, resultando en carbono (CO2) e hidrógeno (H2). El carbono que resulta de este proceso es capturado a través de plantas de aminas (proceso que utiliza soluciones acuosas de varias aminas para eliminar el CO2 de los gases) y es transportado por gasoductos de carbono a yacimientos donde se deposita para siempre bajo tierra. Este hidrógeno se conoce como hidrógeno azul. En el caso de la electrólisis, la energía eléctrica separa las Hs de los Os del agua resultando en hidrógeno (H2) y oxígeno (O2). Este hidrógeno se conoce como hidrógeno verde. Este último es la meta ideal, ya que se asume que energías renovables podrán proveer la energía necesaria para el proceso de electrólisis a gran escala resultando en hidrógeno completamente limpio. Sin embargo, todavía no estamos en ese punto en cuanto a avance tecnológico y su costo eficiencia, así que habrá que comenzar por el hidrógeno azul.

La producción de hidrógeno azul va a requerir capturar el carbono que se produce al reformar el gas natural y secuestrar el carbono que resulta de ese proceso en un yacimiento. Las empresas de energía actuales están bien posicionadas para suministrar el gas natural para producir hidrógeno azul e inyectar el carbono resultante en yacimientos que una vez produjeron hidrocarburos, cerrando así el ciclo. De igual manera la captura y secuestro del carbono emitido por la generación eléctrica a gas e industrias petroquímicas que consumen gas, hoy en día de facto, descarbonizará dichos productos.

De esta forma, la captura y secuestro de carbono se convierte en la columna vertebral de la transición energética para los combustibles fósiles y las economías del futuro en general. La captura y secuestro de carbono no será la única fuente de descarbonización, pero, sin duda, será una de las más importantes. La transición energética está en curso y vamos por buen camino hacia un mundo con mínimas emisiones de carbono.

En el caso de Venezuela, el futuro del crudo extrapesado de la faja del Orinoco es tremendamente incierto, por no decir negro. Su huella de carbono es sumamente alta al compararla con petróleo convencional, ya que requiere de dilución para transportarlo y procesamiento intensivo para poder venderlo. Su demanda podría reducirse al punto de no sustentar nuevos desarrollos en la faja más allá de los que ya existen. Eso nos deja con un enfoque urgente, como he propuesto en artículos anteriores, en crudos convencionales (sacar lo máximo posible lo antes posible), y reenfocarnos en el gas natural, que  disfrutará de crecimiento sostenido de demanda por las próximas décadas. El enfoque en gas natural lógicamente posicionaría al país como proveedor para la emergente industria del hidrógeno y la presencia de yacimientos vacíos nos permitiría proveer servicios de secuestro de carbono a gran escala. De esta forma, Venezuela aseguraría su rol en la transición y el futuro energético mundial. En cuanto a ser un proveedor de servicios para secuestrar carbono, no es descabellado pensar que el carbono se convertirá, eventualmente, en un commodity que será transportado por gasoductos y buques con CO2 licuado, así como se hace con el gas natural licuado hoy en día. De hecho, el carbono ya tiene un precio en el mercado europeo; sin embargo, todavía no es lo suficientemente alto para justificar su captura y secuestro.

El cambio en Venezuela también es inevitable. Es por eso que se hace necesario dejar de ver hacia el pasado y el presente de la industria de hidrocarburos para enfocarnos en cómo crear su futuro ahora.


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