Bioenergías con captura de carbono – Karla María Muñoz Páez

La humanidad se encuentra en la necesidad de detener el cambio climático, y la descarbonización de las actividades humanas es un proceso clave para lograrlo. Las bioenergías no se quedan atrás, si bien se habla de que tienen un balance neutro de emisiones de CO₂, se debe de considerar la importancia de tener emisiones negativas. La biomasa es una fuente renovable de energía que tiene la ventaja de que permite la generación de calor y energía, si se quema directamente; o también, puede ser usada para generar biocombustibles líquidos, como el bioetanol y el biodiesel; biocombustibles sólidos como los pellets, y biocombustibles gaseosos, como el biogás, biohidrógeno y biometano. Estos productos generan bajas emisiones de CO₂ comparados con los combustibles fósiles, ya que como las bioenergías provienen de la biomasa, y esta biomasa durante su crecimiento realizó un secuestro biológico del CO₂, se considera que el balance de CO₂ es neutro. Sin embargo, las emisiones reales dependen de la logística de manejo de la materia prima, de la tecnología de producción y uso final (Figura 1).

Una opción para tener emisiones negativas de CO₂ es integrar algunos procesos de captura de CO₂ que ya se aplican a los combustibles fósiles, para reducir las emisiones de ese CO₂ biogénico de las bioenergías que van de vuelta a la atmósfera. A esto se refiere las BECCS (por sus siglas en inglés), a la bioenergía con captura y almacenamiento de carbono. Algunas organizaciones, como la International Energy Agency (IEA), IEABE, Netherlands Environmental Assessment Agency (NEAA), etc., han realizado diversas definiciones de las BECCS, pero, en resumen, buscan realizar la captura y el almacenamiento permanente de CO₂ en aquellos procesos en los que la biomasa es transformada a combustibles o se quema directamente. La expectativa de disminución de emisiones con el uso de las BECCS es grande, y forma parte de la estrategia de ruta para limitar el calentamiento global de muchos países. De acuerdo a la IEA, se capturan cerca de 2 Mt de CO₂ biogénico/año en aplicaciones enfocadas principalmente a la generación del bioetanol, pero se tiene un potencial de captura de cerca de 60 Mt de CO₂/año para 2030.

Si bien, el acoplamiento de tecnologías de captura y almacenamiento de carbono representa una gran oportunidad en el proceso de descarbonización, hay retos a superar antes de su implementación masiva. Algunas de las limitantes principales para el incremento de esta captura es que las tecnologías, tanto para la generación y uso de las bioenergías, como algunos sistemas de captura, se encuentran en desarrollo. Otra de las problemáticas radica en que no hay lineamientos claros para escoger una vía específica para realizar las BEECS, ya que existe una gran diversidad de sustratos potenciales de biomasa, procesos de generación de bioenergías, así como de procesos de captura. Un esquema general de las BECCS contempla tres partes (Figura 2): upstream, cultivo, producción y procesamiento de la materia prima; midstream, transporte de la materia prima; y downstream, que implica la producción de la bioenergía, captura de CO₂ y su transporte y almacenamiento.

Algunos ejemplos de BECCS se dan cuando la biomasa es transformada por medios termoquímicos, como es la combustión, gasificado, pirolisis y licuefacción, y se le acoplan procesos de captura antes o después de la combustión, aunque los procesos antes de la combustión no se encuentran completamente desarrollados. En cuanto a la generación de biogás a partir de biomasa, hay tecnologías de enriquecimiento de biogás que realizan la separación del CO₂ biogénico, dando como producto biometano, un sustituto del gas natural, mientras que el CO₂ removido puede tener otros usos, como la producción de hielo seco y la carbonatación de bebidas. Esto último da pie a que no sólo sean procesos de captura y almacenamiento, sino también de captura y utilización de CO₂, volviéndolo una materia prima para un uso posterior y abriendo la posibilidad de tener una mejor economía de los sistemas.

Referencias

• Almena, A., Thornley, P., Chong, K., Röder, M. (2022). Carbon dioxide removal potential from decentralised bioenergy with carbon capture and storage (BECCS) and the relevance of operational choices. Biomass and Bioenergy, 159, 106406.
• Hayat, M. A., Alhadhrami, K., Elshurafa, A. M. (2024). Which bioenergy with carbon capture and storage (BECCS) pathways can provide net-negative emissions? International Journal of Greenhouse Gas Control, 135, 104164.
• IEA. https://www.iea.org/energy-system/carbon-capture-utilisation-and-storage/bioenergy-with-carbon-capture-and-storage
• IEABE https://www.ieabioenergy.com/
• NEAA https://www.pbl.nl/en
• Raven J.A., Karley A.J. (2006). Carbon sequestration: photosynthesis and subsequent processes, Current Biology. 16 (5) (2006) R165–R167.
• Sher, F., Hameed, S., Omerbegović, N. S., Wang, B., Hai, I. U., Rashid, T. Teoh, Y.H., Yildiz, M. J. (2025). Bioenergy with carbon capture and storage technology to achieve net zero emissions–A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 210, 115229.

La doctora Karla María Muñoz Páez es investigadora en el Instituto de Ingeniería, Unidad Académica Juriquilla de la UNAM

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Josué