Los combustibles sintéticos son vitales en la descarbonización del transporte y la manufactura para 2050, sostiene la AIE. De allí, que las grandes industrias buscan alternativas cónsonas con la causa climática y podrían encontrarlas en otra tecnología: la energía nuclear y un controvertido derivado que, al momento, luce controvertido como el diesel nuclear.
Sugiere la Agencia Internacional de Energía que estos combustibles sintéticos no deben confundirse con los biocombustibles. O los combustibles producidos a partir de cultivos como la caña de azúcar, el maíz, las algas, la soja, los combustibles electrónicos. O aquellos producidos a partir de gas natural, carbón, turba y esquisto bituminoso, e incluyen diesel sintético, queroseno sintético y e-metanol.
Los combustibles sintéticos o neutros en carbono capturan CO₂ en el proceso de fabricación. De esta forma, este gas de efecto invernadero se convierte en materia prima, a partir de la cual se puede producir gasolina, diésel y gas natural sustitutivo. Otra ventaja crucial del motor de combustión que utiliza combustibles sintéticos es que sigue utilizando la red de estaciones de servicio existente.
El uso de la energía nuclear para producir productos químicos y combustibles líquidos es una idea que se ha planteado durante mucho tiempo. De hecho, la energía nuclear está fuertemente orientada hacia procesos que requieren altas temperaturas a precios asequibles, como la producción de combustible sintético y la gasificación del carbón.
Carrera contra el tiempo
Desafortunadamente, es realmente difícil desplegar la energía nuclear a un ritmo lo suficientemente rápido como para lograr los objetivos climáticos gracias a la dura realidad de estos proyectos. Se necesita un promedio de ocho años para construir una planta de energía nuclear. Pero, el tiempo promedio entre la decisión y la puesta en marcha generalmente oscila entre 10 y 19 años. Además, los grandes obstáculos comerciales, principalmente el gran costo de capital inicial y los enormes sobrecostos hacen que este sea un esfuerzo aún más oneroso.
Diesel nuclear, una nueva opción
Los pequeños reactores nucleares modulares están en auge en estos momentos. Pueden ubicarse en lugares no adecuados para plantas de energía nuclear más grandes, como las plantas de carbón retiradas.
Estas unidades se pueden fabricar, enviar y luego instalar en el sitio, lo que las hace más asequibles de construir que los reactores de potencia grandes. Además, los SMR ofrecen ahorros significativos en costos y tiempo de construcción. También se pueden implementar de manera incremental para satisfacer la creciente demanda de energía y atenuar la crisis climática.
Otra ventaja clave: los SMR tienen requisitos de combustible reducidos y se pueden reabastecer cada 3 a 7 años. En comparación con entre 1 y 2 años para las plantas nucleares convencionales. De hecho, algunos SMR están diseñados para funcionar hasta 30 años sin repostar.
Decenas de gobiernos, incluido el gobierno de Estados Unidos, han comenzado a incentivar los SMR haciéndolos más atractivos para los prestamistas y las empresas de servicios públicos. En 2020, el Departamento de Comercio de EE UU lanzó un Grupo de Trabajo de Reactores Modulares Pequeños que busca acelerar el despliegue de SMR en los mercados europeos. En un intento por posicionar a las empresas estadounidenses para tener éxito en esos mercados.
Mientras tanto, Ghana y Kenia también están buscando desarrollar SMR para expandir sus capacidades de generación de energía. Afortunadamente para las grandes compañías petroleras y los defensores de los combustibles sintéticos, los SMR podrían ser justo lo que necesitan. Y hacer que los combustibles electrónicos sean competitivos con los combustibles fósiles, recoge la web.
Robert Hargraves, cofundador de ThorCon International, una compañía de ingeniería nuclear, ha propuesto el desarrollo del «diesel nuclear». Lo califica un cambio de juego en la transición de energía limpia.
Cambios en el mercado energético
Según el experto nuclear, «los costos avanzados de energía de fuentes nucleares pueden ser de 3,5 centavos / kWh para electricidad o 2 centavos / kWh para calor de alta temperatura. Este costo de entrada de energía de fuente bruta para fabricar diesel nuclear es inferior a $ 1 por galón. Incluso después de agregar nuevos costos de capital de refinería y costos operativos. Espero que las nuevas refinerías puedan producir diesel nuclear a precios mayoristas actuales cercanos a $ 3 por galón».
Aunque esta tesis aún no se ha probado en la industria del petróleo y el gas, ya tiene un claro precedente en la industria química. El año pasado, la compañía de ciencia de materiales Dow Inc se asoció con el pequeño experto en tecnología nuclear modular, X-energy. Para implementar la tecnología de reactor de gas de alta temperatura Xe-100 de X-energy en uno de los sitios de Dow en la costa del Golfo de EE UU.
La planta del reactor Xe-100 proporcionará calor y energía de proceso competitivos y libres de carbono a las instalaciones de Dow.
«La tecnología nuclear modular pequeña avanzada será una herramienta crítica para el camino de Dow hacia las emisiones de carbono cero. Y nuestra capacidad para impulsar el crecimiento mediante la entrega de productos bajos en carbono a nuestros clientes», señaló Jim Fitterling, presidente y director ejecutivo de Dow.
Avanzando aún más en el juego, la nueva tecnología nuclear puede proporcionar calor a alta temperatura a través de vapor a 550 °C o helio a 750 °C. Las fuentes de energía eólica o solar no pueden. Dow es la primera empresa estadounidense en adoptar este potencial de calor nuclear, inicialmente para reducir sus propias emisiones de CO2.
CO2 y combustibles: ventajas y fracasos
BIOCOMBUSTIBLES
Cuando se derivan de cultivos de azúcar y maíz, los combustibles sintéticos emiten CO2 cuando se queman, pero el crecimiento de los cultivos absorbe CO2 del aire, por lo que las emisiones netas son cero, si el proceso de refinación en sí funciona de manera similar. Pero el cultivo de materia prima para biocombustibles desvía las tierras agrícolas de la producción de alimentos. Si solo se usara biodiesel, coparía aproximadamente la mitad de las tierras agrícolas. La experiencia de EE UU con etanol en gasolina no redujo las emisiones de CO2 de los vehículos, y la producción de etanol celulósico obligatoria solo alcanzó el 0,1% de los objetivos.
REUTILIZACIÓN DE CO2
La industria petroquímica es capaz de construir refinerías para utilizar hidrógeno y carbono a partir de CO2 para sintetizar combustibles de hidrocarburos. Las centrales eléctricas de carbón y gas natural ahora emiten CO2, pero potencialmente son fuentes preparadas. La planta de carbón Petra Nova de NRG capturó algo de CO2 de los gases de combustión, pero el esfuerzo de mil millones de dólares para usar CO2 para impulsar más crudo en un campo petrolero a 81 millas de distancia no fue rentable.
Las nuevas centrales eléctricas de ciclo Allam queman gas natural con oxígeno en lugar de aire, por lo que producen una corriente de escape de CO2 puro. Reutilizar dichas fuentes de CO2 previas a la emisión para fabricar combustibles sintéticos significa que quemar los combustibles sintéticos no agrega más CO2 a la atmósfera. Sin embargo, en un futuro lejano es posible que no tengamos centrales eléctricas de carbón o metano, por lo que la reutilización de CO2 es una solución provisional.
CAPTURA DE CO2
La captura directa de aire de las emisiones de CO2 es costosa porque el CO2 es solo el 0,04% del aire. Más de un tercio de las emisiones son absorbidas por el agua del océano, donde el CO2 está 150 veces más concentrado. El Laboratorio de Investigación de la Marina estadounidense demostró la eliminación de CO2 del agua de mar y la fabricación de combustible para aviones, utilizando electricidad potencialmente generada por plantas de energía nuclear en un portaaviones. El laboratorio de la Armada estimó que los costos del combustible sintético serían de $5 por galón. Bosch estimó los costos de combustible sintético de origen CO2 en $ 4 a $ 6 por galón, y los costos de por vida de un automóvil híbrido alimentado con combustible sintético son más baratos que un EV de largo alcance.
DIÉSEL NUCLEAR
Avanzando aún más en el juego, la nueva tecnología nuclear puede proporcionar calor a alta temperatura a través de vapor a 550 °C o helio a 750 °C. Las fuentes de energía eólica o solar no pueden. Dow es la primera empresa estadounidense que adoptó este potencial de calor nuclear para reducir sus propias emisiones de CO2. Las empresas petroquímicas y los ingenieros de EE UU tienen la experiencia para utilizar el calor de alta temperatura y la energía eléctrica confiable para construir refinerías de combustible sintético.
Los costos de energía de fuente nuclear avanzada pueden ser de 3,5 centavos/kWh para electricidad o 2 centavos/kWh para calor de alta temperatura. Este costo de entrada de energía sin procesar para fabricar diesel nuclear es menos de $ 1 por galón. Incluso después de agregar los costos de capital y los costos operativos de las nuevas refinerías, las nuevas refinerías podrían producir diesel nuclear a los precios mayoristas actuales de cerca de $ 3 por galón.
BARRERAS REGULATORIAS
La energía nuclear barata, confiable y abundante es fundamental para la producción económica de combustibles sintéticos de hidrocarburos. Para ganar esta competencia con China, Estados Unidos debe permitir rápidamente que la industria extraiga, refine y enriquezca uranio y construya centrales eléctricas. La NRC, la EPA y otras burocracias deben alejarse de sus roles autopercibidos como guardianes de la seguridad sin tener en cuenta los costos económicos y sociales.
Las emisiones accidentales de radiación son mucho menos peligrosas que los productos químicos y los combustibles que la industria petroquímica maneja a diario. Quizás estas empresas simplemente necesiten autorización para instalar fuentes nucleares de calor y energía bajo las normas de seguridad que están en vigor en los centros industriales y de refinería. Cambiar el juego requiere mejorar las reglas.
Lee también en Cambio16.com:
Conforme a los criterios de 
Saber más
