Si TÚ pensabas que el gas de esquisto era una pesadilla, aún no has visto nada. Un mundo subterráneo de reservas hasta ahora ignoradas está a punto de ser descubierto. Son los vastos depósitos de carbón que han demostrado ser inalcanzables para la minería tradicional, junto con los depósitos de gas que los rodean. Para el horror de cualquier persona preocupada por el cambio climático, los mineros modernos quieren prender fuego a estas profundas capas de carbón y capturar los gases que esto crea para la industria y la generación de energía. Algunos dicen que esto proporcionará seguridad energética para las generaciones venideras. Otros advierten que se trata de una nueva forma de freír el planeta.
Una versión primitiva de la tecnología detrás de este infierno dantesco de la gasificación subterránea del carbón (UCG, en inglés) ya ha estado funcionando durante 50 años en la ex república soviética de Uzbekistán. Unos 300 metros por debajo de la llanura al este de Tashkent, los ingenieros de Stalin y sus sucesores han estado quemando una veta de lignito que no puede ser extraído de forma convencional. Hay dos brocales en la superficie del pozo: una bombea aire hacia abajo para avivar las llamas mientras que el otro recupera un millón de metros cúbicos de gases de combustión al día. Los gases, una vez limpios de restos de carbón, enfriados y comprimidos en el mismo sitio, son enviados por una tubería que serpentea a través del campo a una estación de energía en expansión en las afueras de la ciudad industrial de Angren, donde se queman para generar electricidad.
Una ciudad en un olvidado y atrasado cinturón industrial de la antigua Unión Soviética es un banco de pruebas insólito para una tecnología de vanguardia. Pero si se logra expandir con éxito, los ingenieros australianos que compraron la operación hace siete años piensan que esto podría transformar los mercados energéticos del mundo, abrir hasta billones de toneladas de carbono no explotables tradicionalmente y proporcionar una nueva fuente de energía basada en el carbono que podría durar mil años.
Con pruebas de UCG en curso a nivel mundial, desde China hasta Queensland, y desde Sudáfrica hasta Canadá, las apuestas son altas. No lo son menos para la atmósfera. Sin una manera de capturar todo el carbono y almacenarlo sin peligro, podría elevar la temperatura del planeta en 10 grados o más. ¿Es este ardiente deseo por combustibles fósiles el que nos empuja hacia el desastre?
Hasta hace poco, sólo se explotaban las reservas con ricas concentraciones de carbón, petróleo y gas natural, pero ya no. Con estas reservas a punto de agotarse, se busca la explotación de grandes volúmenes de fuentes "no convencionales" de energía, especialmente el gas natural o el metano. Con éstos recursos podríamos mantener las luces encendidas, hacer funcionar los vehículos, entregar materia prima para la industria química, y probablemente calentar el planeta, durante siglos.
En la última década, la atención se ha centrado en el gas de esquisto: metano firmemente atrapado en pequeños poros y fracturas dentro del esquisto, una roca sedimentaria compuesta de barro y arcilla mezclada con minerales como el cuarzo. Se requiere de dos nuevas tecnologías cruciales para capturar este gas. La perforación horizontal realizada desde pozos convencionales verticales puede penetrar hasta 3 kilómetros a lo largo de los depósitos de esquisto. Y la fracturación hidráulica o fracking, que consiste en inyectar chorros de agua a alta presión en la pizarra para fracturar la roca y liberar el gas. Además de la apertura de la pizarra, estas tecnologías abren la puerta a una amplia gama de fuentes alternativas de metano. Pueden liberar metano atrapado dentro de las capas de carbón, por ejemplo, en particular en las minas de carbón de Wyoming y Montana. El metano se produce a menudo tanto por el desarrollo de vetas como porque el carbón se compacta y calienta a grandes profundidades bajo tierra. El gas siempre ha sido la escoria de la minería del carbón, pero si se recoge y se bombea a la superficie, se convierte en un activo.
Según las últimas estimaciones de la Agencia Internacional de la Energía, alrededor de 400 billones de metros cúbicos de metano económicamente recuperables se encuentran atrapados en depósitos de carbón y de esquisto en todo el planeta. Esto más o menos duplica las estimaciones de la cantidad de gas a que los mineros pueden obtener. Pero sólo es el comienzo. Es posible que haya más gas enterrado en los diferentes estratos de roca, gran parte del cual ha emigrado de vetas de carbón a través de millones de años. ¿Y por qué limitar el plan al gas existente? El verdadero premio, según los mineros, es la creación de aún más metano prendiendo fuego a la enorme cantidad de carbón no explotable merodeando bajo tierra.
Prender fuego al carbón y capturar las emisiones de gases ha sido durante mucho tiempo una rutina sobre la superficie. Hasta hace medio siglo, muchos de nosotros conseguimos nuestro gas para la calefacción y la cocción de las fábricas de gas que quemaban y “gasificaban” carbón. La combustión convierte el carbono del carbón en dióxido de carbono a la vez que proporciona calor para las reacciones posteriores en las que el CO2 reacciona con vapor para producir hidrógeno, monóxido de carbono y metano.
En la mayoría de los países, las fábricas de gas han sido sustituidas por el gas natural de los yacimientos de petróleo. Pero ahora la idea es convertir las vetas de carbón en fábricas subterráneas de gas. Eso, según los defensores de la idea, explota el carbón una vez considerado como demasiado profundo, demasiado costosos o demasiado peligroso para explotar. También ahorra tiempo y dinero en la minería, y la tierra no es estropeada por las minas y vertederos de desechos - sin mencionar los costes y riesgos medioambientales de las obras de gas convencionales. Cualquier subproducto desagradable se puede dejar bajo tierra (ver el diagrama).
La idea de la UCG se originó con el ingeniero alemán William Siemens en la década de 1860. Fue puesto a prueba por primera vez hace un siglo por el químico británico ganador de un nobel William Ramsay, al final de los túneles de las minas convencionales en el yacimiento de carbón de Durham, en el norte de Inglaterra. Los experimentos produjeron con éxito gas útil, pero sólo la Unión Soviética continuó con ello.
Más tarde, en la década de 1990, los ingenieros australianos liderados por Len Walker, y Cliff Mallett del CSIRO, la agencia de investigación del gobierno australiano, desarrollaron sus propios sistemas que adoptaba técnicas de perforación horizontal de la industria de petróleo americana. Walker estableció Linc Energy y comenzó los ensayos en Chinchilla, en Western Downs, Queensland. En dos años, la planta había mostrado que la UCG era viable.
En el 2002, Carbon Energy tanto de Linc como de Mallett estaban a punto de iniciar la comercialización. En 2006, Walker también estableció Cougar Energy. Y en 2007, Linc compró experiencia operativa soviética mediante la adquisición de una participación de control en la operación de Uzbekistán. Pero luego las cosas se deterioraron.
Después de producirse la contaminación con benceno de aguas subterráneas durante ensayos de la UCG en los EE.UU., los reguladores del estado de Queensland querían estar seguros de que los incendios subterráneos no crearían problemas similares que se descubrieran más tarde. En 2011 las autoridades de Queensland cerraron las operaciones de Cougar en Kingaroy después de que el benceno y el tolueno se filtraran en un pozo de agua cercano. Y en julio pasado, una revisión científica patrocinada por el Estado vetó las operaciones comerciales de Linc y Carbon Energy hasta que las empresas pudieran demostrar el desmantelamiento seguro, por medio de la extinción de los incendios, cortando las reacciones y previniendo la contaminación de las aguas subterráneas. Ambas compañías reaccionaron con enfado. Dicen que el desmantelamiento no es una operación complicada, pero que es difícil demostrar que se puede hacer en una operación a escala comercial cuando en realidad no tienen tal operación. En respuesta, Linc anunció que está cerrando su proyecto de Chinchilla, después de más de una década de producción, y que está trasladándose a China y a EE.UU. Mientras tanto, Carbon Energy está ocupada en China, Argentina y Chile, y Cougar Energy de Walker ha desviado su atención a Indonesia.
Todos los sistemas listos
A pesar de esos reveses, Julie Lauder, director ejecutivo de la Asociación de la UCG en el Reino Unido, dice que el éxito de las pruebas de Chinchilla fueron un "momento eureka" para la industria incipiente y no se han vuelto a preparar repetir más ensayos de la UCG en el mundo (ver mapa). Hay planes para comenzar la comercialización en el 2015 tanto en la ensenada de Cook en Alaska, como en Swan Hills en Alberta, Canadá. Entusiasmados por el éxito de gas de esquisto en los EE.UU., los entusiastas de la UCG piensan que su momento puede haber llegado. Y en ninguna parte mejor que en el Reino Unido, donde saben mucho de carbón. Si bien hay un montón de carbón sin tocar debajo de las colinas de Inglaterra, parte del mejor carbón está fuera de su alcance, bajo el Mar del Norte. Estas vetas son ahora el objetivo principal de la mitad de media docena de nuevas empresas británicas, incluyendo la más grande y ambiciosa, Five Quarter Energy.
A finales del año pasado, me senté con los tres fundadores de la compañía en una suite de hotel en el centro de Newcastle upon Tyne al noreste de Inglaterra. Estábamos a menos de cien metros de las orillas del río Tyne, donde desde el siglo 13 han extraído el carbón para alimentar las chimeneas domésticas y las calderas industriales. La minería del carbón en la región ha sufrido un parón durante los últimos 30 años, pero todavía hay mucho allí abajo, dice Harry Bradbury, un geólogo de origen británico, que trabajó en la Universidad de Yale. "Más del 70 por ciento del carbón del Reino Unido nunca ha sido extraído, está todavía bajo tierra. Queremos quemarlo donde se asiente para revivir nueva industria." Fundó Five Quarter, cuyo nombre viene de una famosa veta de carbón local, junto con Dermot Roddy, un ingeniero químico hasta hace poco en la Universidad de Newcastle, y el ingeniero de la Universidad de Glasgow Paul Younger.
La empresa cuenta con una licencia para la prospección de yacimientos UCG en las vetas situadas bajo más de 400 kilómetros cuadrados del Mar del Norte, desde Sunderland hasta la frontera con Escocia. Se podría traer gas a la superficie antes de que finalice este año. "Estimamos que el área contiene 10 mil millones de toneladas de carbón", dice Bradbury. "Podemos convertir un tercio de eso en gas."
Mientras hablamos, Younger despliega un gráfico, lleno de datos detallados de las perforaciones sobre las vetas de carbón recogidos por geólogos mineros hace décadas. Los datos y mapas estuvieron a punto de ser destrozado cuando la minería de carbón cerró hace una generación. "Los llamamos los pergaminos del Mar del Norte", bromea.
El equipo sigue todavía con los cálculos detallados de ingeniería química. "El truco consiste en controlar la combustión", dice Roddy. "Queremos producir el valioso hidrógeno, metano y monóxido de carbono, al tiempo que minimizamos los gases que no podemos usar, como el dióxido de carbono." El bombeo hacia abajo de oxígeno en lugar de aire eleva la temperatura de la combustión y produce más metano y menos CO2. La temperatura de la combustión perfecta, dice Roddy, es de 1500 ° C ", pero 900 ° C son suficientemente buenos." En la planta de Uzbekistán, por el contrario, se bombea hacia dentro aire en lugar de oxígeno, se quema a temperaturas más frías y expulsa diez veces más CO2 que el el metano.
Pero el equipo de Five Quarter tiene planes aún mayores. Dicen que los otros estratos por debajo del del Mar del Norte están también llenos de metano, y quieren aprovecharlo con una estrategia que ellos denominan "obtención de gas profundo". Por ejemplo, hay una veta de esquisto por debajo de la de carbón que es su objetivo principal. Fracking podría liberar el gas en ella. Y las capas cercanas pueden contener todo el metano del carbón. "Creemos que podemos cosechar estos al mismo tiempo", dice Bradbury. Se estima que el hundimiento subterráneo creado por la veta de carbón ardiente ayudará a liberar este gas.
Se trata de una ruptura con la narrativa ortodoxa de los empresarios de la UCG. Casi todos dicen, al menos en público, que los estratos que rodean las vetas de carbón son impermeables, y que todos los contaminantes liberados por la combustión permanecerán dentro de la veta. No es así, dice Bradbury. "Las rocas por encima, en particular, se verán afectadas. Serán fracturadas. Incluso si fueran impermeables antes, no van a serlo después. Es inevitable. Estimamos que la perturbación se extenderá hasta 60 veces más que el ancho de la veta".
Si esto es cierto, ¿podrían los subproductos tóxicos desplazarse hacia los acuíferos utilizados para el agua potable, como ocurrió durante la prueba en Queensland de Cougar? Al igual que con la explotación de los gases de esquisto, la posible contaminación de las aguas subterráneas es un reto técnico y de relaciones públicas muy importante. Pero Bradbury dice que los peligros se reducen considerablemente cuando las vetas de carbón que están pinchando están bajo el mar. El agua bajo el fondo del mar no se utiliza para abastecimiento público, y es poco probable que lo sea en el futuro, ya que la mayor parte es salina. Para él, el atractivo de la obtención de gas profundo es la capacidad de extraer más gas en un área más grande - tanto de la combustión de carbón, y lo que se haya desplazado fuera del carbón o que esté atrapado en las vetas de esquisto.
No sólo un combustible
Este gas es sin duda valioso. Obviamente, el metano puede ser entregado a los consumidores domésticos o quemado en centrales eléctricas para generar electricidad. Pero hay otras opciones. En Australia lo han estado convirtiendo en combustible líquido para vehículos. "A diferencia con el gas de esquisto, no sólo estamos trayendo metano a la superficie", dijo Bradbury. "Estamos trayendo un cóctel de gases." Five Quarter tiene en la mira otro mercado potencial para estos gases (véase "Kit de Herramientas Químico").
A la gran industria química del nordeste de Inglaterra le falta materia prima barata. Así que el gas del carbón del Mar del Norte podría ser un salvavidas. Roddy, quien una vez gestionó una planta química local, se imagina convirtiendo hidrógeno, monóxido de carbono y CO2 en ácido acético y acetatos, y el hidrógeno y el CO2 en metanol. La región ya cuenta con una red de tuberías para el suministro de hidrógeno. Del mismo modo, en Escocia, el complejo químico gigante de Grangemouth está importando gas de Norteamérica, mientras que las vetas de carbón están sin usar sólo a unos cientos de metros de la costa bajo el Firth of Forth. Bradbury sostiene que una revolución en la UCG en el Reino Unido podría reducir drásticamente el precio de algunas materias primas para la industria química, que ha amenazado con trasladarse a EE.UU., donde los costos son más bajos. "Si no resolvemos el problema, la industria química se irá."
Otros entusiastas de la UCG en el mundo también están deseosos de empezar - dicen que su tecnología está lista y que los gases que pueden generar son demandados como combustible y materia prima química. El truco será convencer a los reguladores, los inversores y los socios de la industria, quienes tendrán que subir a bordo para convertir la UCG en un gran negocio.
A finales del año pasado, el gobierno británico empezó a probar cuando estableció una Oficina de Gas y Petróleo No Convencional y desembolsó £15 millones para ayudar a financiar los planes de Five Quarter para una planta para limpiar y distribuir su gas. Y Bradbury afirma que anunciará pronto un gran nombre como colaborador industrial. Mientras tanto, la prensa económica está llena de historias sobre la presencia de Algy Cluff entre los titulares en el Reino Unido de licencias UCG frente a las costa, una figura carismática que hizo su nombre y dinero con la explotación del petróleo del Mar del Norte en la década de 1970.
Bradbury sería el primero en admitir que el carbón sigue teniendo un problema de imagen. Sin embargo, es el combustible fósil más abundante en el mundo y la mayor parte sólo es accesible por la quema de carbón allí donde se encuentre. La UCG podría cuadruplicar las reservas recuperables de carbón en los EE.UU.
Una evaluación llevada a cabo por el Consejo Mundial de la Energía establece la proporción de carbón global que es fácilmente recuperable entre el 15 y el 20 por ciento del total, lo que Gordon Couch del Centro del Limpieza del Carbón de la Agencia Internacional Energética calcula en los 18 billones de toneladas. Potencialmente, la UCG podría liberar la energía del otro 80 al 85 por ciento - lo suficiente para abastecer al mundo, con las necesidades actuales, por 1000 años.
Los industriales pueden salivar ante la idea de quemar todo ese carbón, pero para el clima la perspectiva es verdaderamente aterradora. El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático recientemente opinó que el mundo necesita limitar las emisiones totales de carbono, a partir de ahora, a menos de medio billón de toneladas sólo para mantener el calentamiento global por debajo de 2°C. La mayoría de los analistas climáticos están de acuerdo en que incluso la quema de una gran parte de las reservas de combustibles fósiles convencionales produciría un calentamiento inaceptable , por no hablar de lo que podría ser liberado por la UCG .
Ardiente dilema
¿Qué hacer? O tenemos que dejar el combustible en el suelo, o desarrollamos una industria global para la captura de CO2 en la fuente y su almacenamiento sin peligro. En el caso de la UCG eso significaría la captura de CO2 producido tanto cuando el carbón se quema de manera subterráneo como cuando el metano resultante se quema en las centrales eléctricas. Los científicos climáticos como Myles Allen de la Universidad de Oxford afirman que la captura y almacenamiento de carbono (CCS) es la única forma práctica de avanzar . Y aquí es donde la UCG tiene algo que ofrecer. La quema de carbón in situ deja grandes vacíos que son lugares ideales para enterrar el CO2 capturado . Y la infraestructura creada para llevar el gas de carbón a la superficie, purificarlo y entregarlo a las centrales sería ideal para llevar el CO2 de nuevo.
Hasta ahora los esfuerzos para que comience la tecnología CCS han fracasado. Un plan para quemar las capas de carbón del Reino Unido por debajo de Hatfield en el sur de Yorkshire, para suministrar gas a una central eléctrica y extraer el CO2 para enterarlo bajo el Mar del Norte, fue desechado por el gobierno a finales de 2012, a pesar del apoyo de la Unión Europea. Los ministros dijeron que no era una buena inversión.
Pero Bradbury sigue siendo entusiasta. "La mitad del coste de la CCS será el transporte y almacenamiento", dice. "¿Por qué no pagar por ella a través de los beneficios obtenidos de la extracción del gas de las capas de carbón?" Buena idea. Pero supongamos que las cosas no salen como se esperaba. ¿Qué pasa si no hay beneficios? Incluso fracking, que ahora se ve como la gallina de los huevos de oro, necesitó tres décadas para ser rentable. ¿Qué pasaría si la tecnología CCS demuestra ser tan lenta en su desarrollo como la UCG lo ha sido? Un estudio realizado en 2007 por el Instituto de tecnología de Massachusetts llegó a la conclusión de que el desarrollo comercial de la CCS era improbable antes de 2030, y desde entonces se ha avanzado poco. ¿Y si los reguladores reinciden en su insistencia en que la UCG no puede seguir adelante sin la CCS? Para sus críticos, la UCG sigue sonando como jugar a la ruleta rusa con el clima - y la responsabilidad recae en aquellos que quieren desarrollar aún más combustibles fósiles para demostrar que están equivocados.
Este artículo apareció impreso bajo el título "Más allá de fracking"
Kit de herramientas químicas
A diferencia del gas de esquisto, que es enteramente de metano, el gas creado por la quema de carbón bajo tierra viene como un cóctel, con una gama de usos potenciales. Es una mezcla de metano (gas natural), dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) y de hidrógeno. El CO2 puede separarse y eliminarse de forma segura para que no afecte al calentamiento global. El resto tiene valor y hay cuatro formas principales de usarlo:
Gas para electricidad. Las centrales eléctricas pueden quemar el metano para producir electricidad para la red.
Gas para química. Tanto el hidrógeno, el metano como el CO tienen valor como materia prima para la industria química.
Gas para líquidos. El metano puede ser licuado (GNL) para el almacenamiento o el transporte, o el CO y de hidrógeno convertido a través del proceso de Fischer-Tropsch en combustible diesel sintético para vehículos.
Gas para tecnología. El hidrógeno puede suponer un combustible alternativo para el transporte
Fred Pearce es un consultor de New Scientist
Traducción del artículo "Fire in the hole: After fracking comes coal" publicado el 13 de febrero de 2014 en New Scientist.
