Investigadores instan a electrificar industria química: emite 24% de gases

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La Agencia Internacional de Energía informó que la industria química es el mayor consumidor de energía industrial del mundo y la tercera fuente de emisiones industriales. El sector industrial en su conjunto fue responsable del 24 por ciento de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero.

Sin embargo, la industria química no ha realizado cambios para tener un sector descarbonizado. Dharik Mallapragada, científico investigador principal de la Iniciativa de Energía del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), señaló que la lentitud se debe a la vacilación de los legisladores, pues podría tener un impacto en la competitividad económica del sector.

Muchos de los artículos con los que interactuamos en el día a día son derivados de productos de la industria química, la cual se convirtió en una fuente importante de actividad económica y empleo para muchos países. Sin embargo, conforme aumenta la demanda global de productos químicos, las emisiones de la industria lo hacen a la par.

Los autores de un nuevo artículo publicado en Joule, argumentan que la electrificación impulsada por fuentes bajas en carbon deben verse como el camino viable a la descarbonización de la industria química. La electrificación puede reemplazar la combustión de fósiles, proporcionando al dar el calor de la combustión, explicó Mallapragada.

En el artículo se señala que existen cuatro caminos tecnológicos:

Electricidad
Hidrógeno
Electroquímica
Plasma
Las dos primeras opciones pueden implementarse actualmente; el hidrógeno electrolítico se destaca como una oportunidad para reemplazar el hidrógeno producido por combustibles fósiles como materia prima química. Solamente en 2020, el hidrógeno de origen fósil suministró casi toda la demanda de hidrógeno en la industria química y de refinación.

Aumentar el papel de la electricidad en la descarbonización en la industria química afectaría directamente la descarbonización de la red eléctrica, según los investigadores. Sin embargo, para implementar con éxito esas tecnologías, la operación debe coordinarse con la red eléctrica de manera beneficiosa para ambos para evitar sobrecargarla.

Se puede reducir el costo de la producción química si se implementan los procesos electrificados. De acuerdo con Yury Dvorkin, profesor asociado de investigación en Johns Hopkins Ralph O’. Instituto Connor de Energía Sostenible, la flexibilidad del proceso tendría un impacto al ayudar a acomodar mejor los recursos de energía renovable. Lo anterior, beneficiaría a usuarios potenciales, pues los ayudaría a evitar el consumo de electricidad durante los periodos de precios altos.

Por su parte, el hidrógeno se podría utilizar como almacenamiento de energía altamente eficiente para las operaciones diarias y como almacenamiento de energía a largo plazo. De esa manera, la red eléctrica tendría un respaldo durante eventos extremos cuando los generadores tradicionales no estén disponibles.

Además, la electroquímica y plasma no son tecnologías maduras, pero tienen el potencial de reemplazar los procesos termoquímicos intensivos de energía y carbono. El plasma, permitiría que las transformaciones químicas puedan ocurrir a temperaturas y presiones más bajas, ayudando a mejorar la eficacia.

No obstante, la mayor barrera para la descarbonización profunda de la industria química se relaciona con su naturaleza y multiproducto. Según los investigadores, cada una de las vías impulsadas por la electricidad respalda la descarbonización de la industria para varias opciones de materias primas y eliminación al final de su vida útil.

Antes de elegir un camino, los investigadores recomiendan investigar, desarrollar y desplegar activos de estas tecnologías. Asimismo, enfatizaron la importancia de la capacitación y desarrollo de la fuerza laboral para realizarlo de forma paralela al desarrollo tecnológico.