Las microalgas o cianobacterias: las mayores transformadoras de CO2 en O2 del planeta

Artículo de: Francisco G. Acien Fernández, Cynthia V. González López y José M. Fernández-Sevilla
Dpto. Ingeniería Química, Universidad de Almería, ESPAÑA.

Actualmente existe una elevada preocupación por el calentamiento global del planeta provocado en gran parte por las emisiones de gases de efecto invernadero como el CO2. Dicho compuesto es el que presenta mayor contribución al calentamiento global ya que es emitido en cantidades muy superiores a las de otros gases que presentan mayor potencial de calentamiento como el CH4 y el NOx. Las emisiones de CO2 aumentaron un 80% entre 1970 y 2004, y supusieron el 77% del efecto invernadero derivado de la actividad del hombre (IPCC, 2007). La concentración atmosférica global de CO2 se incrementó desde 280 ppm en la era preindustrial a 379 ppm en 2005 y su velocidad de crecimiento va en ascenso.

Figura  1.- Concentración de dióxido de carbono, metano y óxido nitroso desde el año 0 al 2005 (IPCC, 2007).
Figura  1.- Concentración de dióxido de carbono, metano y óxido nitroso desde el año 0 al 2005 (IPCC, 2007).

Los gases de efecto invernadero se generan tanto de forma natural como por la acción del hombre. Teniendo en cuenta los GEI generados únicamente por el hombre, la quema de combustibles fósiles es la mayor fuente de emisiones de GEI aportando en torno al 75 % del dióxido de carbono (CO2) y gran parte del metano (CH4) y óxido nitroso (N2O) emitidos por el hombre (IPCC, 2001).

Figura  2.- Distribución de la generación de gases de efecto invernadero por sectores. (IPCC, 2007).
Figura  2.- Distribución de la generación de gases de efecto invernadero por sectores. (IPCC, 2007).

Para resolver este problema se han puesto en marcha diversos planes como la Estrategia Española de Cambio Climático y Energía Limpia Horizonte 2007- 2012-2020, que ponen de manifiesto la necesidad de realizar campañas de concienciación del coste económico y medioambiental de la energía para reducir su consumo, desarrollar nuevas tecnologías que permitan generar energía con menores niveles de emisión de CO2, así como poner en práctica procesos que permitan retirar y almacenar, o valorizar, el CO2 de los gases de combustión generados. Respecto al primer aspecto, supone una labor de información y concienciación que toda la sociedad en su conjunto debe realizar de forma univoca. El segundo aspecto implica una sustitución tecnológica que ya está siendo puesta en marcha con la instalación de ciclos combinados de gas natural y plantas de gasificación integrada de carbones. Así, la generación de energía en centrales térmicas de carbón tradicionales supone el nivel de emisiones más elevado, de 0.95 kgCO2/kWh, mientras que el empleo de fuel implica un nivel de emisiones del 0.75 kgCO2/kWh, y el empleo de centrales de gas natural de ciclo combinado, mucho más eficientes, conlleva niveles de emisiones de 0.35 kgCO2/kWh.

Sin embargo, esta sustitución no puede realizarse a corto plazo por su elevado coste económico, lo que obligará al pago de cuotas de CO2 a terceros países (aprox. 25 €/TmCO2), o la compra de energía eléctrica a países con mayor nivel de desarrollo nuclear, aumentando en todo caso el costo y la dependencia energética de España respecto a terceros países (CEOE, 2003). En cuanto al tercer aspecto, a día de hoy se han desarrollado procesos de captura y almacenamiento del CO2 procedente de los gases de combustión que aunque viables implican un aumento del autoconsumo de los procesos lo que supone una disminución de la eficiencia energética y aumento del 30-50% del coste de la energía (Gambini, 2000; Metz, 2007). Ello ha obligado a buscar otras alternativas para la captura y almacenamiento o valorización del CO2, por lo que se están llevando a cabo estudios a nivel mundial por diferentes grupos y organismos, analizando desde la oxicombustión, a la fijación del CO2 por masas forestales, a su retenciónen el mar o la fijación fotosintética del CO2.

En este sentido, los microorganismos fotosintéticos, como microalgas o cianobacterias, son únicos y muy valiosos ya que son los mayores transformadores de CO2 en O2 del planeta, con rendimientos de fijación de carbono más de cinco veces superiores a las mejores plantaciones de maíz, además de ser la principal fuente de biomasa y uno de los grupos ecológicos más variables del mundo (Pulz, 2001).

En este sentido todos los países están apoyando proyectos de investigación e innovación en los que se desarrollen y evalúen procesos biológicos de aprovechamiento de los gases de combustión, existiendo empresas emergentes en este sector. Así, el uso de microorganismos fotosintéticos con elevadas velocidades de crecimiento, cuyo contenido en carbono es superior al 50%, puede ser una alternativa viable a la eliminación de CO2 de gases de combustión.

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