Instalación Mammoth: Estableciendo el Límite Alto para las Tecnologías de Captura de Aire Directo

El Departamento de Energía del Gobierno de los Estados Unidos define la tarea importante de la tecnología de Captura de Aire Directo como “una forma de eliminación de dióxido de carbono que toma CO2 del aire ambiente o quieto. El CO2 separado luego puede almacenarse permanentemente bajo tierra o puede convertirse en productos”.

Según las estimaciones disponibles, el tamaño del mercado de la captura de aire directa está a punto de experimentar un crecimiento fenomenal en los años venideros, desde más de $23,59 millones en 2022 a más de $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 para las tecnologías de DAC? La eliminación del dióxido de carbono sirve para reducir la temperatura global. El dióxido de carbono atrapa el calor al absorber la luz solar que se reirradia 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 vuelve a emitir en todas direcciones. Aproximadamente la mitad de esa energía sale al espacio y la otra mitad regresa a la Tierra como calor, contribuyendo al “efecto invernadero”, según los científicos.

La eliminación del dióxido de carbono de la atmósfera nos ayudaría a deshacernos de la amenaza inminente del calentamiento global, el aumento de la temperatura en todo el mundo.

Mientras que hay muchas formas de combatir esta amenaza, la captura de aire directo se destaca debido a sus ventajas en términos de su impacto en los recursos de la Tierra.

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

Esta tecnología no requiere la invasión de tierras arables. Su uso de agua también puede disminuir notablemente con el desarrollo de sistemas de DAC de sorbente sólido.

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

En los siguientes segmentos, exploraremos qué es la instalación, que, ubicada en Islandia, se claims es aproximadamente diez veces más grande que la planta predecesora de Climeworks en Orca.

Instalación Mammoth de Climeworks: ¿Qué pretende lograr?

El objetivo principal detrás de la instalación de la instalación Mammoth fue cumplir con la creciente demanda de más proyectos de DAC. La empresa afirma que la nueva instalación ayudará a escalar su capacidad ‘desde miles de toneladas a decenas de miles por año, un hito importante en el camino hacia la capacidad de megatonelada para 2030 y gigatonelada para 2050’.

Antes de profundizar en la forma en que Climeworks planea realizar esta tarea, veamos algunos aspectos operativos más para comprender mejor el contexto de su escala y ambición.

El proyecto está actualmente en comisión y continúa con su visión de rampa. Ubicada en Hellisheidi, Islandia, la capacidad anual de la instalación, según su diseño, podría alcanzar hasta 36.000 toneladas de CO₂. Mientras que la instalación, en su nivel más básico, ayudaría a proporcionar experiencia en ingeniería y operaciones para la escalada de Climeworks 10 veces, agregaría 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 a construirse hace 18 meses, el 28 de junio de 2022, para ser precisos. En la actualidad, la empresa informa que la infraestructura de la planta está en su lugar con éxito, con el 90% de los sistemas operativos, incluido el de su socio de almacenamiento Carbfix.

Al hablar sobre la visión que impulsó el ejercicio de creación de capacidad, Christoph Gebald, cofundador y co-CEO de Climeworks, dijo:

“Basándonos en las curvas de escalada más exitosas, alcanzar la gigatonelada para 2050 significa entregar a escala de megatonelada para 2030. Nadie ha construido lo que estamos construyendo en DAC, y somos humildes y realistas de que la forma más segura de tener éxito es ejecutar la tecnología en el mundo real lo más rápido posible y desplegarla de manera implacable”.

Al elaborar más sobre lo que significa la planta y sus implicaciones, Jan Wurzbacher, cofundador y co-CEO de Climeworks, dijo lo siguiente:

“Tener la infraestructura básica en su lugar y operativa en solo 18 meses es un punto de referencia de la capacidad de Climeworks para escalar rápidamente, con ciclos de desarrollo a toda velocidad, en su camino hacia la capacidad de gigatonelada para 2050”.

Pero, ¿cómo planea recorrer este camino desde la megatonelada hasta la gigatonelada? Intentemos entender.

¿Cómo funcionará la instalación?

La instalación Mammoth de Climeworks tiene un salón 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 se seqúestre subterráneamente por Carbfix, donde se convertirá en piedra mediante el método de mineralización. Además de sus unidades operativas, el salón de procesamiento también tendrá salas de control, oficinas y un centro de visitantes.

De acuerdo con la capacidad que se espera que maneje, la instalación Mammoth tendrá 72 contenedores recolectores para capturar CO₂ del aire, mientras que Orca consiste en ocho contenedores recolectores.

Además, la instalación Mammoth también alberga un salón de mantenimiento que apunta a mejorar la eficiencia cuando se necesitan trabajos de mantenimiento.

Al hablar sobre la filosofía operativa de la instalación, Douglas Chan, el director de operaciones de Climeworks, dijo lo siguiente:

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

Varias otras empresas están igualmente activas en el campo de la DAC. En los segmentos siguientes, discutiremos un par de estas empresas.

#1. Aircapture

El funcionamiento único de Aircapture implica instalar unidades modulares de Captura de Aire Directo (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 ha surgido como la solución más efectiva 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 erradica la huella de carbono del mercado convencional. Entre los factores que hacen que Aircapture sea distinto se encuentran su mayor confiabilidad, estándares de calidad mejorados, costos reducidos y productos más limpios con emisiones sustancialmente reducidas.

Las soluciones formuladas por Aircapture las hacen listas para el mercado para una serie 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 emisiva intensiva necesaria para fabricar combustibles sintéticos con dióxido de carbono limpio de alta calidad. Aircapture también asiste en la producción de dióxido de carbono en las instalaciones de cultivo de sus clientes, lo que ayuda a los clientes a cumplir con su ciclo de demanda diaria y mejorar los rendimientos de los cultivos.

El dióxido de carbono de Aircapture también es inyectable de manera permanente en bloques de concreto o concreto mezclado, mejorando los estándares de los métodos de curado prevalecientes.

Finalmente, el dióxido de carbono líquido de Aircapture también se puede convertir en hielo seco, que satisface las necesidades de los clientes minoristas, de transporte y de logística. El hielo seco es famoso por ayudar en el envío de bienes perecederos y para 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 ubicada en la planta de operaciones de fertilizantes de Nutrien en Kennewick, Washington.

Al hablar sobre la subvención y sus beneficios, Matt Atwood, el fundador y CEO de Aircapture, dijo:

“Nuestra tecnología modular, en el sitio, que toma CO₂ del aire y lo pone directamente en los procesos de producción de nuestros clientes, aborda los desafíos climáticos al mismo tiempo que aporta valor a nuestros clientes y es una excelente opción para este proyecto con Nutrien”.

#2. Greenlyte Carbon Technologies

Otra empresa que ha realizado un trabajo significativo en el espacio de DAC es Greenlyte Carbon Technologies. Fundada en 2022 por dos empresarios en serie y un investigador de DAC muy experimentado, Greenlyte, ubicada en Essen, se basa en gran medida en su ecosistema circundante que comprende universidades técnicas líderes y gigantes químicos, industriales y energéticos globales.

En el año operativo 2022-23, Greenlyte completó la construcción del primer prototipo de ciclo continuo y el demostrador de 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 ‘platformización’, haciendo que las operaciones robustas, eficientes y rentables a una escala significativa sean una realidad. Y para 2050, Greenlyte quiere escalar su producción anual a 100 MT y convertirse en un líder global en el campo de las DAC.

Una de las principales ventajas de Greenlyte que la hace un caso adecuado para el liderazgo de DAC es su proceso de captura y utilización de dióxido de carbono de baja energía y bajo capex. El gas se deriva de los flujos de gas, el aire ambiente, para ser específicos. La conversión posterior del dióxido de carbono y el hidrógeno conduce a la derivación de hidrocarburos que agregan valor al proceso y hacen que la tecnología sea rentable.

Greenlyte optimiza aún más su tecnología adoptando un enfoque completamente cíclico, donde el absorbente utilizado se regenera en la electrolisis y se utiliza posteriormente para la absorción. Varios de los puntos de referencia del proceso, incluida la absorción en una solución de sorbente líquido, la precipitación como bicarbonato de hidrógeno y la desorción por electrolisis, tienen la patente aplicada por Greenlyte.

En marzo de 2024, Greenlyte Carbon Technologies cerró una ronda pre-Serie A de €10,5 millones. Además de la gran participación de todos los inversores, como Earlybird Venture Capital, Green Generation Fund, Carbon Removal Partners y el miembro de la junta 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 toma de offtake de alto valor. La empresa ganó dos subvenciones del Fondo Europeo de Desarrollo Regional y 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 crecer nuestro equipo de 30 a 50 personas, lo que nos permitirá realizar el desarrollo de tecnología y la implementación en paralelo con nuestro mercado acelerado, acelerar nuestra escalada y reducir los costos más rápidamente. La ronda es una prueba de nuestra ambición de construir un campeón global de DAC rápidamente.

El Futuro con Tecnologías de Captura de Aire Directo más Eficientes

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

Por ejemplo, el Departamento de Energía de los Estados Unidos ha designado tres de sus oficinas, Energía Fósil y Gestión de Carbono, Demostraciones de Energía Limpia y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Energía, para la tarea de apoyar la investigación, el desarrollo y la demostración de la captura de aire directo. Esta investigación tiene muchos aspectos, incluyendo la exploración de la ciencia y la tecnología detrás de los materiales, los productos químicos y los procesos bioquímicos y geológicos asociados con la captura, la conversión y el secuestro de CO₂.

Una de las iniciativas más populares en este espacio ha sido la iniciativa Carbon Negative Shot, una llamada a la innovación en las vías de eliminación de dióxido de carbono que capturarán CO₂ de la atmósfera y lo almacenarán a escala de 1.000 millones de toneladas por menos de $100 por tonelada métrica neta de CO₂ equivalente.

Esfuerzos como estos, combinados con inversiones en el sector privado, definitivamente ayudarán a hacer progresos significativos no solo en establecer la barra alta, sino también en hacer que la barra sea accesible para la industria y los productores de dióxido de carbono en todo el mundo.

Haga clic aquí para obtener una lista de las mejores acciones de captura de carbono.