Genera industria siderúrgica entre el 7 al 9% de emisiones globales por uso de combustibles fósiles
4 de diciembre de 2019.- Los automóviles que manejamos, los edificios en los que vivimos, el procesamiento y el almacenamiento de los alimentos que consumimos, estos y mucho más dependen del acero. El material es esencial para la humanidad.
Y hacemos mucho de eso. En 2018, el mundo produjo unos 1,800 millones de toneladas métricas. Eso es suficiente para producir 43,100 copias del estadio Bird’s Nest en China, la sede principal de los Juegos Olímpicos de Verano 2008. Además, se espera que esa demanda crezca a medida que la Tierra se vuelva más poblada.
Sin embargo, el acero también es responsable de grandes cantidades de dióxido de carbono, el más importante de los gases de efecto invernadero que están calentando lentamente nuestro planeta y cambiando su clima.
Que tan grande
Donald Sadoway, que ha sido profesor en el MIT durante 42 años, ha creado un nuevo «país» para impulsar el impacto. «Si toma las emisiones totales de dióxido de carbono del mundo en 2018 y las desglosa por país, el contribuyente número uno es China», dice el profesor de ciencia e ingeniería de materiales. “El número dos es Estados Unidos. Y si tomara las emisiones totales de dióxido de carbono de la industria mundial del acero, y las comparara con todos los demás países, el acero ocuparía el tercer lugar. Entonces tienes a China, los Estados Unidos y lo que yo llamo La República del Acero «.
En 2017, se emitieron casi dos toneladas de dióxido de carbono por cada tonelada de acero producida, lo que hace que la industria sea responsable del «siete al nueve por ciento de las emisiones directas mundiales del uso de combustibles fósiles», según la Asociación Mundial del Acero. «Eso es grande. Grande «, dice Sadoway, quien señala que» muy cerca están el cemento y los productos químicos».
Bill Gates también reconoce la enormidad de esos números. «Cada vez que escucho una idea de lo que podemos hacer para mantener el calentamiento global bajo control … Siempre hago esta pregunta: ‘¿Cuál es su plan para el acero?'», Escribió en su blog GatesNotes el 27 de agosto de 2019. Esa pregunta «se abre La puerta a un tema importante que merece mucha más atención en cualquier conversación sobre el cambio climático. La fabricación de acero y otros materiales, como cemento, plástico, vidrio, aluminio y papel, es el tercer mayor contribuyente de gases de efecto invernadero, detrás de la agricultura y la producción de electricidad”.
Afortunadamente, muchas empresas e investigadores están reinventando los procesos industriales detrás de nuestros materiales más contaminantes. Van desde una compañía cerca de Boston que está desarrollando una forma de hacer acero que reemplaza las emisiones de dióxido de carbono con oxígeno, hasta la investigación del MIT sobre un cemento conductor de electricidad con aplicaciones ecológicas que podrían compensar los impactos negativos del material.
Hacia un acero más limpio
La industria del acero es muy consciente del impacto de su producto en el medio ambiente y ha estado abordando el problema durante algún tiempo. Como resultado, la industria norteamericana en particular «realmente ha logrado algunos avances significativos en los últimos 30 años más o menos», dijo Mark Thimons, Vicepresidente de Sostenibilidad del Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI). Desde 1990, dice, «ha habido una reducción en las emisiones de dióxido de carbono por tonelada de acero en aproximadamente un 37 por ciento».
Esos recortes se deben en parte a una tendencia hacia la automatización y hacia la reducción del número de pasos involucrados en la fabricación de acero. Por ejemplo, dice Thimons, esos pasos «solían incluir mucho recalentamiento de acero, y eso se ha abandonado en gran parte a favor del procesamiento continuo».
El reciclaje también es una «parte importante de la historia de sostenibilidad del acero», dice Thimons. Más del 70 por ciento del metal se recicla en los Estados Unidos. Y «cualquier reciclaje mejora el perfil de energía y emisiones del acero que se produce». Además, señaló Thimons, a diferencia de la mayoría de los otros materiales, el acero puede reciclarse continuamente en otros productos sin una pérdida real de calidad. Una viga de acero podría convertirse en la puerta de un automóvil, en una lata de verduras o en un refrigerador, y viceversa.
La industria del acero también está trabajando hacia tecnologías futuras que podrían hacer que el proceso de fabricación de acero sea más sostenible. Michael Sortwell es el director sénior de tecnología de AISI. Parte del trabajo de Sortwell consiste en reunir a los miembros de AISI para discutir desafíos comunes, que luego pueden convertirse en proyectos de investigación.
Un ejemplo es la investigación hacia formas completamente nuevas de producir acero.
Desde 2005, AISI ha dirigido el trabajo hacia un proceso novedoso llamado fabricación rápida de hierro.6 Debido a que la fabricación instantánea de hierro «hace un mejor uso de nuestras materias primas, se espera que minimice las emisiones de dióxido de carbono y reduzca los requisitos de energía», dice Sortwell. «Es un gran problema, con el potencial de compensar y eventualmente reemplazar el alto horno y otros procesos de fabricación de hierro».
El proyecto fue una colaboración entre el Departamento de Energía de los Estados Unidos, AISI, Berry Metal Company y la Universidad de Utah. El año pasado, el equipo terminó las pruebas de un reactor a escala de laboratorio, y «ahora tenemos un plan de proyecto para avanzar con una planta piloto», dice Sortwell.
Metal fundido
Un poco al norte de Boston, otra compañía está desarrollando un nuevo enfoque para la producción de acero. Según el trabajo iniciado hace unos 25 años por Sadoway del MIT, Boston Metal está eliminando una mezcla fundida de mineral de hierro y otros materiales con electricidad para crear acero y otros metales.
A diferencia de la tecnología convencional para fabricar acero, el proceso Boston Metal, llamado electrólisis de óxido fundido, no utiliza el elemento en la raíz de los problemas de dióxido de carbono del acero: el carbono derivado del carbón. ¿El subproducto principal del nuevo sistema? Oxígeno, en lugar de CO2.
«Nuestro proceso utiliza electricidad para pasar de un mineral en bruto a un metal líquido», dice Adam Rauwerdink, vicepresidente de desarrollo comercial de la compañía. “El proceso establecido comienza con la misma materia prima de mineral, pero usa carbón para formar la reacción que libera el hierro del mineral. Entonces obtienes mucho dióxido de carbono”.
El proceso general no es nuevo. El aluminio se produce de esta manera. Pero fabricar aluminio no es tan difícil. Se lleva a cabo a temperaturas significativamente más bajas que las requeridas para la electrólisis del mineral de hierro, lo que permite reactores hechos de materiales de costo relativamente bajo que no se derriten o interrumpen el proceso a través de reacciones no deseadas.
Hasta hace unos seis años, no existía un conjunto análogo de materiales para la producción de acero por electrólisis. En particular, los investigadores no pudieron encontrar un material adecuado para el ánodo del reactor. Luego, Sadoway y sus colegas resolvieron el problema identificando una aleación barata de cromo y hierro que de hecho podría soportar el ambiente extremo asociado con temperaturas fundidas más altas que la lava (alrededor de 1,550 ° C, o ~ 3,000 ° F). «Ese fue el avance que realmente impulsó a Boston Metal», dice Sadoway.
La empresa, fundada en 2012, está creciendo rápidamente. El otoño pasado había nueve empleados; ahora hay 30. Una serie de celdas de electrólisis cada vez más grandes, o reactores, han reemplazado la celda a escala de laboratorio desarrollada por Sadoway, que era del tamaño de una taza de café. Esa celda operaba a corrientes de solo unos pocos amperios. Para la próxima primavera, Boston Metal apunta a tener una celda que tendrá aproximadamente el tamaño de un autobús escolar y funcionará a 25,000 amperios.
Lingotes producidos por Boston Metal.
«Una vez que estemos seguros de que tenemos el diseño correcto, iremos a 50,000 amperios, y esa es una celda industrial», dice Sadoway, quien espera alcanzar esa meta para fines de 2021. Las primeras celdas industriales de aluminio funcionaron a alrededor de 50,000 amperios; La fábrica de aluminio de hoy en día funciona a alrededor de 500,000.
Otra forma de reducir el impacto ambiental del acero y otros metales es crear mejores versiones que, por ejemplo, duren más y, por lo tanto, no tengan que reemplazarse con tanta frecuencia. Modumetal, una compañía con sede en Seattle, está haciendo precisamente eso con una nueva clase de materiales conocidos como aleaciones nano laminadas. Piense en «madera contrachapada metálica», dice la directora ejecutiva Christina Lomasney.
Al igual que Boston Metal, el proceso de fabricación Modumetal también utiliza electricidad, en lugar de calor, para producir sus productos. En este caso, sin embargo, un proceso de temperatura más baja (80–90 ° C) da como resultado capas de aleaciones metálicas finas en nanómetros que pueden ser diseñadas para tener una variedad de propiedades importantes como una mejor resistencia y resistencia a la corrosión. La compañía imparte esas propiedades al modular el campo eléctrico, de ahí el nombre Modumetal, a medida que pasa a través de una mezcla patentada de materiales donde ocurren las reacciones. «Esa es nuestra salsa secreta», dice Lomasney.
El producto principal de la compañía es un recubrimiento llamado NanoGalv. «En un ambiente corrosivo, dura 30 veces más que el acero galvanizado convencional», dice Lomasney. Actualmente, la compañía tiene dos fabricantes con licencia, Tri-Star Fasteners de Singapur, y Rollstud del Reino Unido y los Emiratos Árabes Unidos. «Otros licenciatarios que representan a otras partes del mundo se conectarán pronto», dice Lomasney.
El otro elefante
Abordar las emisiones de dióxido de carbono de la producción de acero es clave en la lucha contra el calentamiento global, pero hay otro elefante en la sala que también debe abordarse: el cemento. La producción de cemento, el «pegamento» que une las partículas de piedra de diferentes tamaños para formar concreto cuando se mezcla con agua, es responsable de aproximadamente el ocho por ciento de las emisiones mundiales de dióxido de carbono.
El concreto, también como el acero, es esencial para la sociedad, y la demanda está creciendo. Detrás del agua, es el material más utilizado en la Tierra. Para 2050, se espera que usemos cuatro veces la cantidad producida en 1990 «.
¿Qué se puede hacer para reducir las emisiones del material? El profesor Franz-Josef Ulm, director de la facultad del MIT Concrete Sustainability Hub, sostiene un pequeño frasco de vidrio que contiene una suspensión negra que cree que representa el futuro de la industria.
Esa lechada negra es el primer cemento con una función completamente nueva: puede conducir electricidad. Acoplado a las células fotovoltaicas en los techos de los edificios oa lo largo de las carreteras, el concreto hecho con el material podría algún día conducir a carreteras autocalentables (no se necesita sal para eliminar el hielo) y pisos que se calientan según la demanda, reduciendo las significativas emisiones de dióxido de carbono asociadas con calefacción doméstica a partir de combustibles fósiles.
«En este momento, el concreto está ahí», dice Ulm. Pero nuevas funciones valiosas, además de la fuerza, como la conductividad eléctrica que se desarrolla en el MIT, podrían compensar su impacto ambiental general. «Eso pone concreto en otra liga, porque ahora se convierte en parte de la solución», dice Ulm.
Cortar la huella de carbono del concreto al darle al material funciones completamente nuevas todavía está en el laboratorio. Pero Ulm señala otros tres enfoques en uso hoy para abordar el problema. El primero implica optimizar el proceso industrial existente para la producción de cemento.
Un segundo enfoque para reducir las emisiones de cemento es reemplazar algunas de ellas con otros materiales. Ya existen varios materiales cementosos suplementarios, incluidas las cenizas volantes (un subproducto de la industria del carbón) y el humo de sílice (un subproducto de la producción de silicio metálico o aleaciones de ferrosilicio).
También es posible crear cementos más fuertes mediante la ingeniería de la estructura del material a escala molecular. «Entonces podemos hacer más con menos material», dice Ulm. Este enfoque relativamente nuevo comenzó alrededor de 2010 después de que Ulm y sus colegas decodificaran la estructura molecular básica del cemento, esencialmente, su ADN. Ese avance también está detrás de la creación de Ulm del primer cemento con conductividad eléctrica. «Como muchas cosas en la ciencia, llegas a [tales descubrimientos] porque has entendido algo fundamentalmente nuevo sobre un material», dice Ulm.
¿Qué pasa con el reciclaje? Es importante, pero no tan sencillo como el acero, por algunas razones. El concreto viejo que se tritura puede reemplazar algunas de las partículas, o agregados, que constituyen alrededor del 70–85 por ciento del material, pero no puede reemplazar el ingrediente clave: el cemento. Se han realizado estudios para reciclar el cemento, «pero aún no hemos tenido éxito», dice Ulm.
Además, el agregado reciclado no se puede usar en aplicaciones con estrictos estándares de calidad porque podría introducir impurezas que afectan el producto. Los puentes, que están destinados a durar décadas, son un ejemplo de dicha aplicación.
Finalmente, dice Ulm, el concreto es pesado. Por lo tanto, incluso si está reciclando para el agregado, debe considerar los costos del transporte durante el ciclo de vida. Debido a estos desafíos, dice Ulm, «el reciclaje de concreto todavía está en su infancia, con un alto potencial de impacto transformador a través de la ingeniería habilitada por la ciencia».
CO2: parte de la solución
Richard Riman recuerda cuando se le ocurrió la idea que desde entonces ha llevado a Solidia Technologies, una compañía en Nueva Jersey que tiene como objetivo reducir la huella de carbono del concreto en un 70 por ciento. “Estaba mirando mi patio trasero a principios de la década de 2000 pensando en el problema del dióxido de carbono cuando pensé: ‘¿Por qué no solo encontramos formas de usar CO2 en el concreto y otros materiales, porque luego consumiríamos CO2 en cantidades muy grandes?»
El distinguido profesor de la Universidad de Rutgers fundó Solidia Technologies, aplicando esa lógica, y su experiencia en tecnología de solidificación hidrotérmica, al cemento. Trabajando en estrecha colaboración con el co-inventor Vahit Atakan, quien ahora se desempeña como científico jefe de Solidia, el resultado son varias patentes de Rutgers para una técnica autorizada por Solidia que utiliza dióxido de carbono para curar o endurecer el concreto, en lugar de agua.
Encontrar una manera de consumir dióxido de carbono en sí mismo reduce la huella ambiental del gas, pero hay más. La tecnología también incluye un método de fabricación de cemento que reduce significativamente las cantidades de CO2 liberadas durante la producción de cemento.
Esto se debe a que, por ejemplo, el cemento Solidia se puede hacer a temperaturas significativamente más bajas que el cemento convencional. Esto reduce la cantidad de combustible necesaria, cuya combustión para generar calor libera menos CO2, dice Riman. Además, el nuevo cemento requiere menos ingrediente clave del cemento, el carbonato de calcio, cuya descomposición durante la producción de cemento también libera CO2. Tomados en conjunto, junto con su proceso de curado con CO2, es por eso que la compañía cree que podría tener un impacto descomunal en la contaminación por carbono.
Para crear concreto, Solidia mezcla su cemento con agregado y un poco de agua, luego lo forma en la forma deseada. Agregue dióxido de carbono y el cemento se solidifica.
«Bajo un conjunto controlado de condiciones, literalmente se puede escuchar el material respirar el CO2», dice Riman.
El nuevo cemento está compuesto de los mismos minerales que ya se usan en la industria, carbonato de calcio y sílice, y se combinan en una proporción diferente. Y eso significa que el proceso puede ser adoptado rápidamente por las plantas de cemento existentes sin gastos de capital adicionales, una gran ventaja para los fabricantes de cemento.
Entre los beneficios adicionales, el cemento «verde» puede almacenarse
para uso futuro, lo que resulta en «una gran mejora para el modelo de negocio», dice Riman. El cemento convencional no es práctico para almacenar porque reacciona y se solidifica con el agua, incluso los cambios de humedad, lo que resulta en aglomeraciones inutilizables. El cemento solidia no reacciona con agua, solo CO2. Según la compañía, la ausencia de una reacción con el agua también puede ahorrar hasta tres billones de litros de agua dulce cada año.
En 2013, Solidia lanzó un programa piloto con LafargeHolcim para suministrar a EP Henry, una empresa que produce adoquines, cemento Solidia. El rendimiento del producto es excelente, según lo verificado por terceros. En septiembre de 2019, EP Henry se convirtió en la primera compañía en el mundo en vender adoquines con cemento Solidia.
Solidia bloques de hormigón en una prensa.
Otras compañías también están buscando resolver el problema del dióxido de carbono utilizando el material en nuevos productos. Carbicrete, una empresa de Montreal, cree que ha encontrado una manera de crear bloques de concreto que son negativos al carbono o que provocan una eliminación neta del gas de la atmósfera. En 2018, la compañía fue nombrada una de las diez finalistas en NRG COSIA Carbon XPRIZE, una competencia centrada en encontrar formas de usar dióxido de carbono en productos valiosos. El ganador, que se anunciará en el otoño de 2020, se llevará a casa $ 20 millones.
«La magia de Carbicrete es que estamos resolviendo tres problemas diferentes», dice el CEO Chris Stern.
La compañía no solo reemplaza el cemento, y sus consiguientes emisiones de dióxido de carbono, sino que lo hace con escoria de acero, un material de desecho de la industria del acero. El golpe final? Carbicrete, que se basa en investigaciones de la Universidad McGill, crea su cemento haciendo reaccionar la escoria de acero con dióxido de carbono.
«El dióxido de carbono generalmente no es muy reactivo, pero es reactivo con la escoria de acero», dice Stern. El resultado final: «Estamos secuestrando permanentemente alrededor de un kilogramo de CO2 en cada bloque de concreto estándar de 18 kilogramos que producimos», lo que significa que todo el proceso de fabricación de la empresa es negativo al carbono. Stern señala que una empresa de consultoría privada ha confirmado esa conclusión.
Actualmente, la compañía está construyendo una planta piloto para demostrar la tecnología a escala. «Tenemos que demostrar que podemos hacer esto de la manera adecuada y al modelo de costo que esperamos», dice Stern.
En septiembre de 2019, un equipo dirigido por el profesor Yet-Ming Chiang del MIT informó «una nueva forma de fabricar [cemento] que podría eliminar por completo las emisiones [de gases de efecto invernadero], e incluso podría hacer algunos otros productos útiles en el proceso», según a MIT News.
La clave del trabajo es un proceso electroquímico que utiliza electricidad de fuentes de energía renovables en lugar de combustibles fósiles para producir el cemento. El nuevo proceso también produce dióxido de carbono, pero en una corriente pura y concentrada que podría capturarse y usarse para otras aplicaciones como la recuperación de petróleo. El CO2 emitido por las plantas de cemento convencionales está contaminado con una variedad de materiales que hacen que el reciclaje del gas no sea práctico.
Carbon Upcycling Technologies (CUT), una startup de cinco años en Calgary, tiene como objetivo hacer que el CO2 sea verde, según su sitio web. «Estamos utilizando la contaminación de hoy para crear los materiales del mañana», dice el CEO y Fundador Apoorv Sinha.
CUT combina dióxido de carbono con materias primas disponibles a bajo precio para crear una cartera de aditivos de nanopartículas que pueden hacer que una variedad de productos sea más fuerte o más eficiente. «Hemos sido investigados por más de 10 industrias diferentes, desde concreto y plástico hasta paneles solares y productos farmacéuticos», dice Madison Savilow, coordinador de desarrollo comercial de la compañía.
En 2017, CUT se convirtió en la empresa de utilización de carbono más joven en generar ingresos con la venta de su primer producto, un recubrimiento para concreto que protege contra la corrosión. Otro de sus productos reacciona con dióxido de carbono con cenizas volantes, un subproducto de la quema de carbón, para reemplazar el 20 por ciento del cemento en el concreto. Eso aumenta la resistencia a la compresión del concreto en un 30 por ciento sobre el concreto hecho con productos convencionales de cenizas volantes, dice Savilow.
CUT ha ganado o es finalista en varias competiciones. Por ejemplo, al igual que Carbicrete, se encuentra entre los 10 finalistas del NRG COSIA Carbon XPRIZE. Como parte de esa competencia, la compañía está ampliando su capacidad de producción. «En este momento podemos producir una tonelada de nuestros polvos al día», dice Savilow. «Nuestro próximo reactor para el XPRIZE será capaz de producir siete toneladas por día».
En la nanoescala
Shreya Dave señala láminas delgadas de material que van desde un dorado reluciente hasta una corteza moteada de color marrón y tostado. Esas hojas representan un nuevo sistema de filtración que podría reducir significativamente el uso de energía, y las emisiones de gases de efecto invernadero resultantes, de la producción de miles de productos cotidianos, desde yogurt hasta plástico y fertilizantes, sin mencionar muchos productos químicos.
Dave, quien es CEO de Via Separations, una startup en Somerville, Massachusetts, señala que alrededor del 12 por ciento de toda la energía consumida en los EE. UU. Se usa para separar diferentes compuestos entre sí en los procesos de purificación. «Eso es aproximadamente equivalente a la gasolina en todos los automóviles y camiones en los Estados Unidos por año», dice ella.
Hoy, la mayoría de esas separaciones ocurren en un proceso que Dave compara con cocinar pasta. Pero en lugar de hervir la pasta en agua y luego verter la mezcla a través de un colador, las industrias hierven toda el agua para llegar a la pasta en el fondo de la olla. «Estamos trabajando en la creación de un filtro a escala molecular», dice, y señala que la conversión a filtración podría reducir el 90 por ciento de la energía consumida por esos procesos de separación basados en el calor.
La filtración no es nueva. La industria del agua lo utiliza para la desalinización. Sin embargo, los filtros de agua no funcionan bien para una variedad de otras aplicaciones, como el procesamiento de alimentos o la fabricación de papel, productos químicos y medicamentos. El filtro Via Separations se basa en una membrana desarrollada por Dave y sus colegas cuando Dave era un estudiante graduado en el MIT. “Tomamos grafito, que es plomo de lápiz, y lo explotamos en una reacción química controlada que da como resultado escamas atómicamente delgadas. Luego los volvimos a armar en forma de una delgada lámina plana «.
Esas hojas se apilan juntas, pero los espacios minúsculos (poros) se estratifican por completo, lo que permite pasajes a través del material. Cada poro tiene solo un nanómetro de diámetro; contrasta eso con un cabello humano, que tiene unos 75,000 nanómetros de ancho. En un paso final, las láminas se enrollan como una alfombra para insertarse en una máquina de filtración existente.
«Hasta ahora, hemos aumentado tres órdenes de magnitud de la cantidad de material que fabricamos en el laboratorio». El objetivo final, dice Dave, es crear láminas de material que sean más baratas de lo que pagaría por los pisos. una ferretería. “El objetivo para nosotros es unos pocos dólares por pie cuadrado. Y creemos que podemos lograr eso”.
Syzygy Plasmonics tiene como objetivo reducir drásticamente, y en muchos casos eliminar virtualmente, las emisiones de dióxido de carbono de las plantas químicas con un tipo completamente nuevo de reactor alimentado por luz en lugar del calor que proviene de la quema de combustibles fósiles. «Nuestro enfoque está muy lejos de lo que se está haciendo hoy», dice el CEO de Syzygy (siz-uh-jee) Trevor Best.
Eso comienza con el tamaño. Las plantas químicas de hoy en día son enormes estructuras con muchas chimeneas. En comparación, el fotorreactor en el corazón del plan Syzygy es de magnitudes más pequeñas. Como resultado, Best espera que el primer fotorreactor comercial de la compañía «sea del tamaño de una jarra de leche». Varios se vincularían entre sí para producir productos químicos en cantidad, pero la planta en general aún sería bastante pequeña. Por esa y otras razones, dice Best, «imaginamos centros de fabricación de punto de uso a pequeña escala que se pueden colocar en el sitio en la ubicación de un cliente».
Otros beneficios: debido a que el sistema funciona con luces LED, funciona a una temperatura «muy similar a la de su horno», dice Best. En contraste, una reacción común hoy en día para producir hidrógeno, uno de los mercados objetivo de Syzygy, se desarrolla a 1,500ºF. El sistema también hace su trabajo bajo presiones mucho más bajas. En conjunto, eso significa que la estructura que contiene el reactor se puede construir utilizando materiales como aluminio, vidrio o plástico, en comparación con las aleaciones caras.
El avance detrás de Syzygy se basa en más de dos décadas de investigación en la Universidad de Rice por los profesores Naomi Hollis y Peter Nordlander. Ambos trabajan en el campo de la nanofotónica, o la interacción de la luz con estructuras a nanoescala. Los dos crearon lo que llaman un reactor de antena, una estructura híbrida que reúne dos materiales dispares. El primero es un material que es «extremadamente bueno para cosechar luz y convertirla en una forma utilizable de energía», dice Best. Esa es la antena. El segundo es un catalizador tradicional, o material que es muy bueno para realizar reacciones químicas.
Aunque Syzygy solo tiene unos dos años, la compañía ya ha demostrado que la tecnología funciona para más de una docena de reacciones químicas diferentes a escala de laboratorio.
Más recientemente, la compañía ha ampliado con éxito un número menor de estas reacciones en un fotorreactor de célula única a escala de banco que «representa el primero del mundo en este campo», dijo Best. Gracias a una exitosa ronda de financiación codirigida por The Engine, la compañía apunta a construir un sistema de fotorreactor multicelular a gran escala a principios de la década de 2020.
Quedan desafíos
Se están desarrollando innovaciones radicales en la producción de acero, hormigón y otros materiales. Algunos se están mudando lentamente al mercado. «Pero el mercado es un árbitro cruel», dice Sadoway del MIT. «Nadie paga una prima por [algo que es] verde. Por lo tanto, debe hacer un producto que sea tan bueno como lo que está haciendo el titular actual y que sea competitivo en precio».
Y de acuerdo con una historia de CNBC sobre un análisis de los perfiles de ganancias corporativas centrados en el acero, las tecnologías limpias para esa industria no estarán en línea hasta la década de 2030, y el acero resultante sería un 20-30% más caro.
Dicho esto, aunque reconoce la última estadística, SSAB, el mayor fabricante de láminas de acero en Escandinavia, y los colaboradores están procediendo con su propio enfoque hacia el acero libre de fósiles. Un estudio de prefactibilidad para el proyecto, denominado HYBRIT, espera que factores como el aumento de los costos de las emisiones de CO2 y los menores costos de las energías renovables eventualmente hagan que el acero limpio sea competitivo con el producido a través de los procesos tradicionales.
¿Qué hay del concreto? Dice Ulm del MIT sobre esa industria, «están bajo una enorme presión para reducir su huella ambiental». Y en los Estados Unidos, «es solo cuestión de tiempo hasta que se apruebe la legislación que grava las emisiones de dióxido de carbono, lo que le dará a la industria un incentivo económico adicional para reducir esas emisiones y avanzar con innovaciones transformacionales «.
Otro desafío para introducir tecnologías innovadoras en el mercado es incluirlas en las hojas de especificaciones de la industria, o las pautas aceptadas que establecen estándares de seguridad y rendimiento. «La especificación representa una barrera de entrada para cualquier tecnología», dice Lomasney de Modumetal. «Estamos vendiendo a industrias que tienen cadenas de suministro y suministro muy maduras y que no están acostumbradas a cambiar ni a este nivel de innovación».
Según Savilow, de Carbon Upcycling Technologies, «hable con cualquier compañía de materiales y le garantizo que si aún no han entrado en las hojas de especificaciones, eso es para lo que están trabajando».
Finalmente, muchas de estas tecnologías solo tendrán sentido con un suministro abundante de energía renovable para ejecutar las reacciones involucradas. «De lo contrario, simplemente está cambiando la fuente de contaminación», dice Sadoway.
Esperanza para el futuro
El cambio climático está en las noticias casi todos los días; presencie las manifestaciones mundiales que precedieron a una cumbre de las Naciones Unidas en septiembre de 2019. «Pero no se ve tanto sobre las soluciones climáticas», dice Savilow de CUT. Sin embargo, «hay muchas tecnologías y materiales disponibles». Stern de Carbicrete estaría de acuerdo. “Hay muchas soluciones; solo tienen que implementarse. Tenemos que dejar de pensar en una bala mágica y comenzar a hacer algo hoy ”.
Bill Gates también tiene esperanzas. En la conclusión de su blog sobre los planes para hacer frente al cambio climático, escribió: «Soy optimista sobre todas estas áreas de innovación, especialmente si combinamos el progreso en estas áreas con políticas públicas inteligentes. Las empresas necesitan los incentivos adecuados para eliminar gradualmente las viejas fábricas contaminantes y adoptar estos nuevos enfoques. Si todas estas piezas se unen, tendremos un plan respetuoso con el clima para el acero, así como para el cemento, el plástico y otros materiales que hacen posible la vida moderna «.
Best, de Syzygy, señala que “los problemas [relacionados con el cambio climático] que tenemos que superar en las próximas décadas son enormes y muy intimidantes. Pero tengo más esperanzas para el futuro cuanto más trabajo en esta área. No solo por nuestra propia tecnología, sino porque muchas otras personas en otras compañías se unen a la lucha con nosotros ”.
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