Hi ha diverses tècniques de captura de diòxid de carboni (CO₂) dissenyades per reduir les emissions de gasos amb efecte d'hivernacle. Les quatre principals tècniques són: absorció, adsorció, criogènics i separació amb membranes. Així ho ha explicat Ricard Garcia Valls, director del Departament d'Enginyeria Química de la Universitat Rovira i Virgili i membre del centre tecnològic Eurecat, a la quarta de les sessions del cicle "Reforma del comerç d'emissions de CO₂: Visió de les empreses afectades" organitzat per Enginyers Industrials de Catalunya. Actualment, la captura de CO₂ amb solucions aquoses d'amines és el mètode més estès, i presenta moltes limitacions tant en l'àmbit d'eficiència per unitat de volum, estabilitat i consum energètic.
Els centres tecnològics com Eurecat en l'actualitat treballen amb noves tecnologies de captura de CO₂ que involucren líquids iònics i líquids iònics suportats. La tercera tecnologia que hi ha són els Metal-organic framework (MOFs) o estructures organo-metàl·lics, que consisteix a crear una malla a partir d'un metall coordinat per diferents compostos orgànics. Aquesta malla la pots dissenyar de manera que les cavitats que quedin siguin de la mida del CO₂. Garcia ha assegurat que "aquesta és una tecnologia barata i que a Espanya hi han empreses a les quals els pots encarregar tones de MOF, el que significa que ja està bastant estesa" . "Un dels grans avantatges del MOF és que es permet fer al mateix temps la captura i transformació del CO₂ on site" ha afegit.
La tecnologia de les amines en solució aquosa està àmpliament utilitzada en l'àmbit industrial, amb un Technology Readiness Level o TRL 7-9 (nivell de maduresa tecnològica). El seu cost aproximat és d'entre 50 i 150 €/tCO2, depenent de l'escala de la planta. Els principals avantatges d'aquesta tecnologia és el baix cost relatiu i la maduresa tecnològica. D'altra banda, els principals desavantatges són la baixa reciclabilitat per pèrdues de volàtils, la contaminació del CO₂, la corrosió de l'equip i els requisits d'energia durant la regeneració.
Els líquids iònics presenten una maduresa tecnològica que va de planta pilot (TRL5) fins a escala comercial (TRL 7). El cost aproximat d'aquesta tecnologia és d'un valor sobreestimat de 120-150 €/tCO. Respecte als avantatges, trobem que té una alta adaptabilitat, propietats i multifuncionalitat. A més, pressions, vapor/entalpies i vaporització, ideals per a absorció-desorció. També elimina vaporització de l'aigua del balanç general d'energia. Menor demanda energètica per regeneració perquè l'entalpia i l'absorció de CO₂ és la meitat que amb amines. Alta estabilitat davant de degradació i una baixa o nul·la corrosió.
D'altra banda, els principals desavantatges són el cost estimat de captura de CO₂, els problemes de transferència de masses causat per les altes viscositats, que són 10 vegades superiors a les de les solucions d'amines. Finalment, els líquids iònics suportats es troben a escala de laboratori (TRL4), i seria fàcilment escalable amb una reducció de costos estimada del 50%. Els avantatges d'aquesta tecnologia són els propis de líquids iònics i propis de l'entorn porós selectiu de captura de CO₂.
També té un millor aprofitament de quantitat IL per augment àrea de contacte gas/líquid
i elimina limitacions i transferència de masses. Les taxes de sorció-desorció són molt més ràpides que en el cas del bulk IL amb un menor cost i manipulació més senzilla i segura respecte del procés bulk IL. El principal i únic desavantatge d'aquesta tecnologia és que té el TRL més baix, però seria fàcilment escalable.
La utilització d'adsorbents sòlids en processos de sorció per oscil·lació de pressió o temperatura (pressure and/or temperatura swing sorption, PSA o TSA) té potencial per ser la tecnologia referent per a captura de CO₂. Des d'Eurecat han afirmat que "la motivació de tot plegat és la lluita contra el canvi climàtic amb origen antropogènic a causa de les emissions de gasos d'efecte hivernacle que provoquen radiació".
Storage i transformació del CO₂
"El CO₂ s'ha de capturar i una de les coses que podem fer és fer l'storage, acumular-lo o guardar-lo" ha dit Garcia. A partir del CO₂ es poden fer bioproductes, materials sòlids, combustibles, combustibles-químics, químics i materials. Una vegada tenim el CO₂ capturat es pot transformar a través de l'hidrogen mitjançant la producció de gas de síntesi de Fischer-Tropsch o a través de la fabricació de Metanol.
Els productes obtinguts a través de la síntesi de Fischer-Tropsch inclouen dièsel sintètic, querosè i altres hidrocarburs líquids. Aquests productes són valuosos com a combustibles i matèries primeres per a la indústria química. La síntesi de Fischer-Tropsch (F-T) és un procés químic que converteix monòxid de carboni (CO) i hidrogen (H₂), coneguts com a gas de síntesi o syngues, en hidrocarburs líquids. Aquest procés és especialment conegut per la seva capacitat per convertir matèries primeres carbonoses com carbó, gas natural o biomassa en productes líquids, com a dièsel sintètic o olis lubricants.
L'altre via es la de la transformació de CO₂ a Metanol per diferents vies, termoquímiques i electroquímiques. La transformació de diòxid de carboni (CO₂) a metanol (CH3OH) és un procés químic que implica la conversió del CO₂, un gas amb efecte d'hivernacle, en metanol, un alcohol líquid. Aquest tipus de conversió és interessant a causa de la possibilitat d'utilitzar el CO₂, que altrament contribuiria a l'escalfament global, per produir un combustible líquid i productes químics útils. "Les dues vies competeixen, Fischer-Tropsch està més estudiada que la del metanol. Si parlem que la via del metanol pugui ser directe des d'un electrolitzador encara serà més interessant" ha afirmat Garcia.
