La empresa Verdox ha completado una demostración industrial en la fundición de aluminio Sunndal de Hydro, en Noruega, según informó la compañía. Durante dos meses, su proceso electroquímico capturó dióxido de carbono de gases de escape que contenían solo alrededor del 1% de CO₂ y operó en presencia de contaminantes típicos de una fundición real. La noticia es relevante para México y Latinoamérica porque la industria del aluminio en la región, aunque menor que en otros mercados, enfrenta presiones crecientes para reducir emisiones, y este tipo de tecnologías podría eventualmente aplicarse en plantas locales. Sin embargo, el anuncio también deja claro que la escala comercial es un desafío mucho mayor.
¿Qué logró Verdox en Sunndal?
La demostración de Verdox en la fundición de Hydro se llevó a cabo durante un período de dos meses. El proceso electroquímico de la empresa logró capturar CO₂ de una corriente de gas con una concentración muy baja, de aproximadamente el 1%, y lo hizo en condiciones reales, con los contaminantes que se encuentran en los gases de una fundición de aluminio. Esto le da al ensayo un peso mayor que una prueba de laboratorio o una prueba realizada con una corriente de gas preparada.
La inversión de Hydro y su continuo trabajo con Verdox respaldan la seriedad de la prueba. La demostración establece que la química de captura puede operar en un entorno industrial relevante. Sin embargo, no establece cuánto costaría una instalación comercial, cuánta electricidad consumiría la planta completa, cuánto durarían los módulos de captura terminados, o qué equipo se necesitaría para mover y acondicionar el enorme volumen de gases de escape diluidos.
Los desafíos de la escala comercial
Cuando el CO₂ representa solo alrededor del 1% de la corriente de entrada, casi todo el gas que se maneja es nitrógeno, oxígeno, vapor de agua y otros componentes, en lugar de la molécula que se busca capturar. El equipo comercial tiene que mover ese gas a través de sistemas de limpieza y módulos de captura mientras controla las pérdidas de presión, los contaminantes y la distribución del flujo. El tamaño y la demanda de energía de ventiladores, conductos y equipos de pretratamiento deben incluirse en la economía del proyecto, incluso si la separación electroquímica funciona bien.
Verdox publica una cifra de energía de aproximadamente 1.5 GJ, o 417 kWh, por tonelada de CO₂ para su proceso. La cifra es relevante, pero un inversor necesita un límite preciso del equipo involucrado. Una instalación completa también puede requerir limpieza adicional de gases, pasos de conmutación y purga, bombas o ventiladores, enfriamiento, secado del producto y compresión. El material público aún no proporciona suficiente información para determinar cuáles de esas cargas están incluidas en la cifra de la compañía.
La operación industrial continua introduce otra capa de complejidad. El material con quinona de Verdox captura CO₂ en un estado eléctrico y lo libera en otro, por lo que una superficie de captura no puede realizar ambas funciones simultáneamente. Un flujo constante de gases de escape de una fundición requiere múltiples bancos operando en diferentes etapas del ciclo, o un arreglo equivalente que permita que los gases frescos sigan llegando mientras otros módulos purgan el gas residual y liberan CO₂ concentrado.
La escala comercial de ese equipo depende en gran medida de cuánto CO₂ puede procesar cada metro cuadrado de módulo terminado a lo largo del tiempo y de cuánto sobrevive el material en servicio. Los resultados de ciclado de laboratorio publicados son evidencia útil sobre la química subyacente, pero no son un registro de mantenimiento para un módulo comercial expuesto a gases de fundición durante años. La frecuencia de reemplazo afecta los requisitos de capital, el costo operativo, el tiempo de inactividad, el suministro de materiales y la gestión de residuos, por lo que merece tanta diligencia como el consumo eléctrico de la reacción de captura.
El CO₂ capturado debe convertirse en un producto aceptable
El gas capturado también tiene que convertirse en un producto que un operador de ductos o de almacenamiento acepte. El CO₂ liberado del medio de captura necesita separarse del gas de alimentación residual, recolectarse, secarse y comprimirse a la especificación requerida. A partir de ahí, todavía necesita transporte y acceso a un almacenamiento geológico adecuado, con los contratos asociados, los requisitos de monitoreo y la infraestructura correspondiente. Una unidad de captura técnicamente exitosa junto a una fundición representa solo una parte de la cadena de gestión de carbono.
El aluminio complica la decisión de inversión
La industria del aluminio también está trabajando en eliminar la fuente de gran parte del CO₂ directo. La fundición convencional Hall-Héroult consume ánodos de carbono, y Hydro y Rio Tinto afirman que el consumo de ánodos representa aproximadamente tres cuartas partes de las emisiones directas de carbono de una fundición. La captura se investiga en parte porque esas emisiones son difíciles de abordar en plantas existentes, mientras que se desarrollan procesos de fundición alternativos en paralelo.
La empresa conjunta ELYSIS de Rio Tinto y Alcoa puso en marcha una celda comercial de ánodo inerte de 450 kA en la fundición de Alma en 2025. El programa HalZero de Hydro sigue una ruta diferente utilizando cloruro de aluminio y se encuentra en una etapa de desarrollo industrial más temprana. Ninguna de las dos tecnologías proporciona un reemplazo listo para cada línea de celdas existente, pero ambas pertenecen a la economía de por vida de un proyecto de captura que se espera que opere durante décadas.
Una fundición existente con una vida útil restante sustancial aún puede tener un caso de captura sensato si la conversión del proceso es difícil, hay electricidad limpia disponible y el almacenamiento es accesible a un costo tolerable. Una planta que se acerca a un reemplazo importante de su línea de celdas enfrenta una decisión diferente porque la inversión en captura tiene que competir con la inversión que podría cambiar el proceso de fundición en sí mismo. La comparación relevante es específica para el activo, su vida útil restante y las alternativas disponibles cuando llegue la próxima gran decisión de capital.
La lógica de selección se aplica a toda la captura de carbono
Algunas corrientes de CO₂ comienzan mucho más fáciles que los gases de escape de una fundición de aluminio. La fermentación, la purificación de biogás y otros procesos pueden producir CO₂ biogénico relativamente concentrado que requiere menos trabajo de separación antes de la compresión y el almacenamiento. Cuando la biomasa es genuinamente sostenible y el almacenamiento geológico es duradero, almacenar esa corriente puede proporcionar una eliminación neta de carbono en lugar de evitar una nueva emisión de proceso.
Eso no elimina el papel potencial de la captura industrial diluida. Las plantas existentes seguirán en servicio durante años, algunas emisiones de proceso serán difíciles de eliminar y no todos los sitios tendrán una opción de conversión de proceso comercialmente viable. Pero sí sugiere que la inversión en captura de carbono debería comenzar con la fuente, las alternativas disponibles y la cadena completa hasta el almacenamiento, en lugar de clasificar las tecnologías principalmente por el desempeño del material de separación.
Próximos pasos para Verdox
Verdox ha producido suficiente evidencia en Sunndal para justificar una diligencia industrial continua. La próxima evidencia útil será más operativa: un balance de masa completo de gas y CO₂, electricidad medida en toda la planta, pérdidas de presión, pureza del producto, productividad por área de módulo, disponibilidad, tasas de reemplazo y una ruta de almacenamiento que exista en términos comerciales. Esas mediciones convertirían una prometedora demostración industrial en la base para una evaluación de proyecto mucho más firme.
El informe estratégico pagado de TFIE incluye el modelo de selección de sistema completo, cálculos de flujo de gas, escenarios de captura y almacenamiento, sensibilidades de vida útil del módulo y la evidencia que se querría antes de utilizar la economía en una decisión de inversión.
