derecha|mini|300px|Esquema que muestra fuentes de emisión de dióxido de carbono secuestrado, tanto terrestre como geológico, proveniente de la industria pesada, como una planta química.
El secuestro de carbono o extracción de dióxido de carbono (CDR) es la captura o retirada a largo plazo de dióxido de carbono de la atmósfera para retrasar o disminuir la contaminación de CO2 atmosférica con el fin de mitigar el calentamiento global.
El dióxido de carbono (CO2) es naturalmente capturado de la atmósfera a través de procesos biológicos, substancias químicas, y procesos físicos. Estos cambios pueden ser acelerados a través de cambios del uso del suelo y de prácticas agrícolas, como convertir cultivos y ganado que compactan la tierra a cultivos de lento crecimiento. Los procesos artificiales han sido diseñados para producir efectos similares, incluyendo proyectos a gran escala, para capturar artificialmente el CO2 producto de la actividad industrial y almacenando el CO2 en aquiferos salinos, reservorios de agua, agua de mar, yacimientos petroleros agotados, y otros sumideros de carbono, generación de bio-energía, fertilización de océano, meteorización artificial, y capturando directamente del aire cuándo se combinada con almacenamiento
La necesidad de usar CDR ha sido expresada públicamente por una amplia gama de individuos y organizaciones relacionas con el cambio climático, incluyendo al IPCC, Rajendra Pachauri, la UNFCCC, la secretaria ejecutiva Christiana Figueres, y el Worldwatch Institute. Las instituciones con los programas más relevantes que se centran en CDR; incluyen el Centro para la Energía Sostenible Lenfest en el Instituto de la Tierra, la Universidad de Columbia, y el Centro de toma de decisiones para el cambio climático, una colaboración internacional con base en el departamento de Ingeniería y Política Pública de la universidad Carnegie-Mellon.
Descripción La captura de carbono es el proceso implicado en la toma de carbono atmosférico (en forma de dióxido de carbono ) y el almacenamiento a largo plazo del mismo y puede referirse a:
"El proceso de retirar carbono de la atmósfera y depositarlo en un reservorio." Cuando se realiza de forma intencional, se puede referir al retiro de dióxido de carbono, lo cual es una forma de geoingeniería. A la captura y almacenamiento de carbono, donde el dióxido de carbono es sacado directamente de los escapes industriales (por ejemplo, en centrales de generación eléctrica) antes de ser almacenado en reservorios subterráneos. Al ciclo biogeoquímico natural del carbono entre la atmósfera y los reservorios por procesos como la meteorización química de las rocas.
El dióxido de carbono puede ser capturado en forma pura como subproducto en procesos relacionados con la refinación del petróleo o de escapes industriales, como los de una central de generación eléctrica. El secuestro de CO2 incluye la captura a gran escala del gas producido industrialmente para depositarlo en acuíferos salinos subterráneos, reservorios de agua, en el agua del mar, en yacimientos de petróleo agotados y en otros posibles sumideros de carbono.
El secuestro de carbono describe el almacenamiento a largo plazo del dióxido de carbono y otras formas de carbono con el efecto de mitigar el calentamiento global y evitar cambio de clima peligroso. Se ha propuesto como una forma de disminuir la acumulación atmosférica y marina de gases de efecto invernadero, los cuales son liberados al quemar combustibles de fósil y emitidos por el ganado, particularmente en altas cantidades por la ganadería industrial.
El dióxido de carbono es naturalmente capturado de la atmósfera a través de procesos biológico, químicos y físicos. Algunas formas de secuestro de carbono aprovechan estos ciclos naturales, mientras que otros usan procesos enteramente artificiales.
Hay tres maneras en que el secuestro de carbono puede ser llevado a cabo: captura pre-combustión, captura post-combustión, y oxy-combustión. Una amplia variedad de técnicas están siendo desarrolladas, incluyendo la separación de las fases gaseosas, absorción en un líquido, y absorción en un sólido, así como procesos híbridos, como sistemas de membranas y de absorción. Estos procesos básicamente capturan el carbono emitido por centrales eléctricas, fábricas, y otras industrias que queman combustibles fósiles, y ganadería en centros de producción de alta tecnología que están adoptando técnicas restaurativas, en un intento de disminuir las emisiones de carbono en sus operaciones.
Procesos biológicos
Biosecuestración derecha|miniaturadeimagen|Fitoplancton oceánico que florece en forma de proliferación de algas en el Océano Atlántico Del sur, junto a la costa de Argentina. Fomentando estos brotes con hierro se podría capturar el dióxido de carbono en el lecho marino
La bio-secuestración es la captura y almacenamiento del gas de efecto invernadero, dióxido de carbono, a través de procesos biológicos continuos o mejorados. Esta forma de secuestro de carbono ocurre a través del aumento artificial de índices de fotosíntesis al cambiar el uso del suelo al hacer reforestación, manejos forestales sostenibles e ingeniería genética.
El secuestro de carbono a través de procesos biológicos afecta al ciclo del carbono a nivel global. Los ejemplos incluyen fluctuaciones climáticas importantes, como el Evento de Azolla, que creó el clima Ártico actual. Tales procesos crearon los combustibles de fósil, así como el clatrato y la caliza. Al manipular tales procesos los bioingenieros buscan aumentar la capacidad de secuestro de carbono.
Turberas Las turberas actúan como un sumidero de carbono debido a que detienen parcialmente la degradación de biomasa, que de otra forma se degradaría completamente. Hay variaciones entre cuanto puede actuar una turbera como sumidero, ya que varia dependiendo del clima y de la estación del año. Al crear turberas o mejorar la capacidad de secuestrar de las ya existentes se espera que aumente la retención de carbono total de las turberas
Silvicultura La forestación es el establecimiento de un bosque en una área donde había uno anteriormente. La reforestación es la recuperación de un bosque al replantar árboles en zonas marginales de cultivo y tierras de pastoreo para incorporar el CO2 en la biomasa de árboles Para que este secuestro de carbono tenga éxito el carbono no debe regresar a la atmósfera al pudrirse o quemarse los árboles.19 Con este fin,la tierra destinada a los árboles no debe ser convertida a otros usos y debe vigilarse para evitar perturbaciones externas. Alternativamente, la madera proveniente de este bosque tiene ser secuesterada,por ejemplo, por medio de biochar, bio-energía con almacenamiento de carbono (BECS), depositada en un relleno o alamacenada por uso en( p. ej., construcción). No es una solución eterna, aun así, si se reforesta con árboles de larga vida (>100 años) secuestra el carbono por un periodo sustancial y es liberado gradualmente, minimizando el impacto del carbono en el cambio climático durante el . La Tierra tiene el espacio suficiente para plantar 1.2 billones de árboles. Plantando y protegiéndolos compensaría aproximadamente10 años de emisiones de CO2 y secuestraria 205 miles de millones de toneladas de carbono. La Campaña de Árbol del Billón apoya este método para secuestrar carbono. Reforestando todos los bosques degradados del mundo capturaría aproximadamente 205 miles de millones toneladas de carbono en total (lo cual es aproximadamente 2/3 de todas emisiones de carbono).
En un artículo publicado en la revista Nature Sustainability, los investigadores estudiaron el efecto neto de continuar construyendo según las prácticas actuales contra prácticas que aumentan los productos de madera. Concluyeron que si durante los próximos 30 años las construcciones nueva utilizaran un 90% de productos de madera, un total de 700 millones de toneladas de carbono serían secuestradas.
Silvicultura urbana La silvicultura urbana aumenta la cantidad del carbono capturado en las ciudades al añadir nuevos árboles y el secuestro de carbono ocurre a lo largo de la vida del árbol. Es generalmente practicado en las ciudades a una pequeña escala. Los resultados de silvicultura urbana pueden tener resultados variados según el tipo de vegetación que se utilice, así que pueda funcionar como sumidero, pero puede ser una fuente de emisiones de dióxido de carbono. En conjunto el secuestro por plantas, la cual es difícil de medir con exactitud pero parece tener un efecto pequeño en la cantidad global de dióxido de carbono secuestrado, la vegetación no arbórea puede tener efectos indirectos al reducir el consumo de energía.
Restauración de humedales Los humedales son sumideros de carbono importantes; se estima que el 14.5% del carbono en suelo se encuentra en los humedales, mientras que solo el 6% de toda la tierra es considera un humedal. (Enlace roto: junio de 2016)
Agricultura Comparada a la vegetación natural, las tierras agrícolas están agotadas de carbono orgánico en el suelo (COS). Cuándo se cambia el uso de suelo de natural o semi-natural, como bosques, selvas, praderas, estepas o savannas, el COS el contenido en la tierra reduce por aproximadamente 30–40%. Esta pérdida se debe a la extracción de biomasa vegetal en forma de cosechas. Cuándo la tierra cambia de uso, el carbono en la tierra aumenta o disminuye, hasta lograr un equilibrio. Este equilibrio puede variar debido a un efecto climático. La disminución del SOC puede ser contrarrestado al inyectar carbono al suelo, esto puede ser logrado con varias estrategias. Por ejemplo, dejar residuos de cosecha en el campo, colocar abono o incluir cultivos perennes. Los cultivos perennes tienen mayor proporción de biomasa enterrada que sobre la tierra, esto aumenta el SOC. A nivel global,se estima que la tierra es capaz de contener más de 8,580 gigatoneneladas de carbono orgánico, aproximadamente 10 veces la cantidad en la atmósfera y mucho más que la vegetación.
La modificación de las prácticas agrícolas es un método reconocido de secuestro de carbono, debido a que la tierra puede actuar como un sumidero de carbono eficaz absorbiendo hasta el 20% de las emisiones anuales.La implementación de agricultura orgánica y la producción de lombricompuesto podría absorber enteramente el exceso de CO2 anual del 4Gt y todavía podría absorber dióxido de carbono atmosférico. Los métodos de reducción de emisiones de carbono en la agricultura se pueden agrupar en dos categorías: Reducción y desplazamiento, y eliminación mejorada. Algunas de estas reducciones implican el aumento de la eficiencia de las operaciones agrícolas (por ejemplo, equipos que consumen menos combustible), mientras que otras implican disrupciones en el ciclo natural del carbono. Además, algunas técnicas efectivas (dejar la práctica de las quemas agrícolas ) pueden tener un impacto negativo en otras preocupaciones ambientales (mayor uso de herbicidas para controlar las malas hierbas que no se destruyen con la quema).
Captura de dióxido de carbono en suelos agrícolas El carbono agrícola es el nombre de una variedad de métodos agrícolas destinados a secuestrar carbono atmosférico en el suelo y en las raíces, la madera y las hojas de los cultivos. Aumentar el contenido de carbono del suelo puede ayudar al crecimiento de las plantas, aumentar la materia orgánica del suelo (mejorando el rendimiento agrícola), mejorar la capacidad de retención de agua del suelo y reducir el uso de fertilizantes (y las emisiones que lo acompañan de óxido nitroso (N2O), un gas de efecto invernadero).A partir del 2016, variantes de estas prácticas alcanzaron cientos de millones de hectáreas a nivel mundial, de los casi 5 mil millones de hectáreas (1.2 × 1010 acres) de tierras agrícolas mundiales. Los suelos pueden contener hasta un cinco por ciento de carbono en peso, incluida la materia vegetal y animal en descomposición y el biochar.