Instalación Mammoth Eleva el Listón para Tecnologías de Captura Directa de Aire

El Departamento de Energía del Gobierno de los Estados Unidos define la tarea fundamental de la tecnología de Captura Directa de Aire como una “forma de eliminación de dióxido de carbono que extrae CO2 del aire ambiente, o estático. El CO2 separado puede entonces almacenarse permanentemente en lo profundo de la tierra, o puede convertirse en productos.”

Según estimaciones disponibles, se espera que el tamaño del mercado de captura directa de aire experimente un crecimiento fenomenal en los próximos años, pasando de más de US$23.59 millones en 2022 a más de US$614.07 millones en 2028. Esto se traduce en una Tasa de Crecimiento Anual Compuesta (CAGR) de más del 72 %, un crecimiento de casi 30 veces en seis años.

¿Pero qué impulsa este crecimiento de las tecnologías DAC? Eliminar el dióxido de carbono sirve para reducir la temperatura global. El dióxido de carbono atrapa el calor al absorber la luz solar que se vuelve a radiar desde la superficie de la Tierra en forma de ondas infrarrojas. A diferencia del oxígeno y el nitrógeno, que no interfieren con las ondas infrarrojas, el dióxido de carbono absorbe la energía infrarroja.

Como parte de este proceso de absorción, la energía infrarroja pasa por vibraciones y se reemite en todas direcciones. Aproximadamente la mitad de esa energía se escapa al espacio, y la otra mitad regresa a la Tierra como calor, contribuyendo al “efecto invernadero”, según los científicos.

Eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera nos ayudaría a deshacernos de la amenaza inminente del calentamiento global, el aumento de la temperatura a nivel mundial.

Aunque existen muchas formas de combatir esta amenaza, la captura directa de aire destaca por sus ventajas en cuanto a su impacto sobre los recursos de la Tierra.

Por ejemplo, el uso de energía en esta técnica no es ‘non-trivial’. Según estimaciones, alcanzar una capacidad de captura de 7‑9 millones de toneladas al año en EE. UU. para 2030 usaría entre el 0,3 % y el 0,4 % de la generación eléctrica actual de EE. UU.

Esta tecnología no requiere ocupar tierras cultivables. Su consumo de agua también podría disminuir notablemente con el desarrollo de sistemas DAC de sorbente sólido.

Los beneficios de los sistemas DAC y su potencial para beneficiar al planeta han inspirado a muchos a desarrollar soluciones DAC innovadoras y optimizadas. En tiempos recientes, una empresa que ha realizado un trabajo encomiable de forma constante en este campo es Climeworks. Más recientemente, lanzó su última instalación: Mammoth.

En los siguientes segmentos, examinaremos de qué se trata la instalación, que, ubicada en Islandia, se afirma que es aproximadamente diez veces más grande que la planta precedente de Climeworks en Orca.

Instalación Mammoth de Climeworks: ¿Qué Pretende Lograr?

El objetivo principal al crear la instalación Mammoth era satisfacer la creciente demanda de más proyectos DAC. La empresa afirma que la nueva instalación le ayudaría a escalar su capacidad ‘de miles de toneladas a decenas de miles por año—un hito importante en el camino hacia una capacidad de megatoneladas para 2030 y de gigatoneladas para 2050.’

Antes de profundizar en cómo Climeworks planea llevar a cabo esta tarea, veamos algunos aspectos operacionales adicionales para comprender mejor el contexto de su escala y ambición.

El proyecto está actualmente en comisión y continúa con su visión de expansión. Ubicada en Hellisheidi, Islandia, la capacidad anual de la instalación, según su diseño, podría alcanzar hasta 36 000 toneladas de CO₂. Aunque la instalación, a nivel básico, ayudaría a proporcionar experiencia de ingeniería y operativa para la expansión 10x de Climeworks, añadiría valor al ayudar a desarrollar la cadena de suministro y aportar capacidad adicional de eliminación de carbono de alta calidad al mercado.

La instalación comenzó su construcción hace 18 meses, el 28 de junio de 2022, para ser precisos. Actualmente, la empresa informa que la infraestructura de la planta está en su lugar con éxito, con el 90 % de los sistemas operativos, incluido el del socio de almacenamiento Carbfix.

“Basándonos en las curvas de escalado más exitosas, alcanzar una gigatonelada para 2050 significa entregar a escala de megatonelada para 2030. Nadie ha construido nunca lo que estamos construyendo en DAC, y somos tanto humildes como realistas al reconocer que la forma más segura de tener éxito es operar la tecnología en el mundo real lo más rápido posible y desplegarla incansablemente.”

Ampliando lo que la planta representa y sus implicaciones, por así decirlo, Jan Wurzbacher, cofundador y co‑CEO de Climeworks, dijo lo siguiente:

“Tener la infraestructura central en su lugar y operativa en solo 18 meses es una prueba de la capacidad de Climeworks para escalar rápidamente, con ciclos de desarrollo vertiginosos, en su camino hacia una capacidad de gigatoneladas para 2050.”

¿Pero cómo planea recorrer esta ruta de megatonelada a gigatonelada? Intentemos entenderlo.

¿Cómo Funcionará la Instalación?

La instalación Mammoth de Climeworks cuenta con una sala de procesamiento en su centro, que se utiliza para procesar y acondicionar el dióxido de carbono capturado antes de su secuestro subterráneo. El proceso implica purificar y condensar el dióxido de carbono antes de que se disuelva en agua y sea secuestrado bajo tierra por Carbfix, donde se convertirá en piedra mediante el método de mineralización. Además de sus unidades operativas, la sala de procesamiento también tendrá salas de control, oficinas y un centro de visitantes.

De acuerdo con la capacidad que se espera manejar, la instalación Mammoth contará con 72 contenedores colectores para capturar CO₂ del aire, mientras que Orca consta de ocho contenedores colectores.

Además, la instalación Mammoth también alberga una sala de mantenimiento que busca mejorar la eficiencia cuando se requieran trabajos de mantenimiento.

Hablando sobre la filosofía operativa de la instalación, Douglas Chan, COO de Climeworks, dijo lo siguiente:

“Ilustra muy bien el enfoque de Climeworks para liderar la industria DAC: aceleración continua mientras se ponen en práctica los estándares operativos más rigurosos.”

Varias otras empresas están igualmente activas en el campo de DAC. En los próximos segmentos, discutiremos un par de esas compañías.

#1. Aircapture

El funcionamiento único de Aircapture implica la instalación de unidades modulares de Captura Directa de Aire (DAC) en los sitios de fabricación de sus clientes, creando un suministro directo de CO2 limpio en su proceso de producción. La empresa afirma que la comercialización del dióxido de carbono atmosférico se ha convertido en la solución más eficaz y escalable para mejorar el medio ambiente y la economía.

Ha adoptado un enfoque hiperlocal en su funcionamiento, lo que mitiga los riesgos de la cadena de suministro y elimina la huella de carbono del mercado convencional. Entre los factores que hacen a Aircapture distintiva se encuentran su mayor fiabilidad, estándares de calidad mejorados, costos reducidos y productos más limpios con emisiones sustancialmente menores.

Las soluciones formuladas por Aircapture la hacen lista para el mercado en una variedad de escenarios de aplicación, incluyendo la fabricación de bebidas, la agricultura en invernaderos y más. Por ejemplo, es capaz de producir dióxido de carbono líquido de grado de bebida con bajo contenido de oxígeno en varios volúmenes y horarios de producción.

Puede ayudar a reemplazar la materia prima intensiva en emisiones requerida para fabricar combustibles sintéticos con dióxido de carbono de alta calidad y limpio. Aircapture también ayuda a producir dióxido de carbono en las instalaciones de cultivo de sus clientes, ayudándolos a cumplir con su ciclo de demanda diario y a mejorar los rendimientos de los cultivos.

El dióxido de carbono de Aircapture es inyectable permanentemente en bloques de hormigón o hormigón premezclado, mejorando los estándares de los métodos de curado predominantes.

Al igual que el proyecto Mammoth, Aircapture también participa en la realización de estudios y experimentos que ayudan a aprovechar el calor residual y la energía descarbonizada para secuestrar geológicamente el dióxido de carbono de la atmósfera.

Finalmente, el dióxido de carbono líquido de Aircapture también es convertible en hielo seco, que satisface las necesidades de clientes minoristas, de transporte y logística. El hielo seco es famoso por facilitar el envío de productos perecederos y por otros usos industriales.

En abril de 2022, Aircapture, junto con la empresa de conversión de dióxido de carbono OCOchem y otros socios, ganó una subvención de $2.93 millones del Departamento de Energía de EE. UU. para diseñar e ingenierizar una planta integrada de captura y conversión de dióxido de carbono co‑ubicada en la planta de Operaciones de Fertilizantes Kennewick de Nutrien en Kennewick, Washington.

Hablando sobre la subvención y sus beneficios, Matt Atwood, fundador y CEO de Aircapture, dijo:

“Nuestra tecnología modular, in situ, que extrae CO2 del aire y lo introduce directamente en los procesos de producción de nuestros clientes aborda los desafíos climáticos mientras aporta valor a nuestros clientes y es una combinación perfecta para este proyecto con Nutrien.”

#2. Greenlyte Carbon Technologies

Otra empresa que ha realizado un trabajo significativamente bueno en el ámbito DAC es Greenlyte Carbon Technologies. Fundada en 2022 por dos emprendedores en serie y un investigador de DAC altamente experimentado, Greenlyte, ubicada en Essen, se nutre en gran medida de su ecosistema circundante que comprende universidades técnicas líderes y gigantes globales de la química, la industria y la energía.

En el año operativo 2022‑23, Greenlyte completó la construcción del primer prototipo de ciclo continuo y del demostrador DAC de 100 toneladas.

Su visión para el futuro incluye construir una operación robusta, eficiente y rentable a una escala significativa para 2027. Para 2035, la empresa quiere completar la tarea de ‘plataformización’, convirtiendo en realidad operaciones robustas, eficientes y rentables a una escala significativa. Y para 2050, Greenlyte desea escalar su producción anual a 100 MT y convertirse en líder global en el campo de los DAC.

Una de las principales ventajas de Greenlyte que la convierte en un caso idóneo para el liderazgo en DAC es su proceso de bajo consumo energético y bajo CAPEX para la captura y utilización del dióxido de carbono. El gas se deriva de los flujos de gas, concretamente del aire ambiente. La posterior conversión de dióxido de carbono e hidrógeno conduce a la obtención de hidrocarburos que añaden valor al proceso y hacen que la tecnología sea rentable.

Greenlyte optimiza aún más su tecnología adoptando un enfoque totalmente cíclico, donde el absorbente usado se regenera en la electrólisis y posteriormente se utiliza para la absorción. Varios de los puntos de referencia del proceso, incluida la absorción en una solución de sorbente líquido, la precipitación como hidrogenocarbonato y la desorción mediante electrólisis, cuentan con patentes de Greenlyte aplicadas.

En marzo de 2024, Greenlyte Carbon Technologies cerró una ronda pre‑serie A de €10,5 millones. Además de la amplia participación de todos los inversores, a saber Earlybird Venture Capital, Green Generation Fund, Carbon Removal Partners y el miembro del consejo Dr. Udo Jung, Partech se unió al grupo de inversores.

La financiación valida la tracción que Greenlyte ha logrado recientemente en forma de asociaciones y acuerdos de compra de alto valor. La empresa ganó dos subvenciones del Fondo Europeo para el Desarrollo Regional y ahora ha recaudado más de €20 millones en capital y subvenciones combinados desde su creación hace 18 meses.

Al explicar la importancia de los fondos recaudados, Florian Hildebrand, CEO y cofundador de Greenlyte, dijo: Con los nuevos fondos, podremos ampliar nuestro equipo de 30 a 50 personas, lo que nos permitirá realizar el desarrollo y despliegue de la tecnología en paralelo con nuestra acelerada salida al mercado, acelerar nuestro escalado y reducir los costos más rápidamente. La ronda es prueba de nuestra ambición de construir rápidamente un campeón global de DAC.

El Futuro con Tecnologías de Captura Directa de Aire Más Eficientes

Los gobiernos de todo el mundo han reconocido los beneficios de las tecnologías de Captura Directa de Aire. Como resultado, han comenzado a apoyar y fomentar los proyectos DAC de la mejor manera posible.

Por ejemplo, el Departamento de Energía de los Estados Unidos ha asignado hasta tres de sus oficinas — Energía Fósil y Gestión del Carbono, Demostraciones de Energía Limpia y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Energía (ARPA‑E) — a la tarea de apoyar la investigación, desarrollo y demostración de captura directa de aire. Esta investigación abarca muchos aspectos, incluyendo la exploración de la ciencia y la tecnología detrás de los materiales, químicos y procesos bioquímicos y geológicos asociados con la captura, conversión y secuestro de CO2.

Una de las iniciativas más populares en este ámbito ha sido la iniciativa Carbon Negative Shot — una convocatoria de innovación en vías de eliminación de dióxido de carbono que capturará CO2 de la atmósfera y lo almacenará a escala de 1 mil millones de toneladas por menos de $100 por tonelada métrica neta de CO2‑equivalente.

Esfuerzos como estos, combinados con inversiones en el sector privado, sin duda ayudarán a lograr un progreso significativo no solo al elevar el nivel, sino también al hacerlo accesible para la industria y los productores de dióxido de carbono en todo el mundo.

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