A medida que aumenta el interés por reducir las emisiones de dióxido de carbono en diversas industrias de todo el mundo, los esfuerzos para evitar que el dióxido de carbono se escape a la atmósfera mediante su secuestro se han convertido en un tema de gran interés. Estas técnicas se conocen como captura y almacenamiento de carbono (CAC). Por ejemplo, la instalación de captura y almacenamiento de carbono (CCS) de Quest cerca de Edmonton, Alberta, Canadá, ha capturado y sellado más de 6,8 millones de toneladas de dióxido de carbono desde su apertura a finales de 2015, y lo ha almacenado de forma segura a 2 kilómetros bajo tierra. Los materiales generados por la corrosión y la selección adecuada de los materiales del equipo son clave para la operación segura, confiable y económica de la infraestructura CCS. El ambiente de baja temperatura y el agua libre producida durante muchos procesos de CAC pueden crear condiciones ácidas que pueden conducir a la corrosión del equipo de tratamiento. Por esta razón, para la fabricación de dichos equipos se prefieren aceros inoxidables que contienen níquel y aleaciones de níquel con niveles más altos de resistencia a la corrosión.
El carbono capturado de los gases suele proceder de procesos de combustión y contiene altos niveles de humedad. Los procesos de captura y secuestro se llevan a cabo en condiciones húmedas y ácidas, o requieren un secado previo para capturar el dióxido de carbono, o pueden llevarse a cabo a altas temperaturas y en condiciones duras. Además, el transporte de dióxido de carbono desde la captura hasta el almacenamiento subterráneo se realiza principalmente por tuberías, transporte marítimo, camiones y ferrocarriles, y el dióxido de carbono debe licuarse antes de transportarse al sitio de almacenamiento. El equipo utilizado para transportar el carbono desde la captura hasta el almacenamiento subterráneo suele estar fabricado con acero de baja aleación que contiene níquel, acero inoxidable o aleaciones de níquel.
El dióxido de carbono inyectado en el almacenamiento subterráneo suele ser seco y no corrosivo. El diseño del pozo debe tener en cuenta el riesgo de corrosión en un ambiente ácido durante la vida útil del pozo. Los datos de diseño de pozos de EE. UU. y la UE muestran que los aceros inoxidables y las aleaciones de níquel que contienen níquel se utilizan comúnmente para fabricar infraestructuras críticas de pozos donde existe riesgo de corrosión. Actualmente, Estados Unidos ha desarrollado directrices claras para el diseño y construcción de pozos de inyección de CO2 que enfatizan la importancia del níquel como material de equipo para el almacenamiento subterráneo de CO2.
Además, la Asociación Internacional para el Rendimiento y la Protección de Materiales (AMPP) está desarrollando directrices para la selección de materiales y el control de la corrosión para el transporte e inyección de CO2, identificando los materiales que contienen níquel como la opción preferida para la fabricación de equipos. Esto sugiere que el níquel desempeñará un papel importante en las emisiones netas de gases de efecto invernadero durante algún tiempo.
¿En qué pasos específicos del proceso CCS el níquel desempeña un papel vital? Recuperación de dióxido de carbono de los gases de combustión de las centrales eléctricas alimentadas con carbón, que está contaminado con dióxido de azufre y agua y produce condensados ácidos que pueden corroer el acero al carbono; la absorción de dióxido de carbono de corrientes de gas por disolventes líquidos (por ejemplo, aminas), que pueden provocar condiciones corrosivas ácidas en el absorbente de dióxido de carbono, los sistemas de manipulación de aminas líquidas y en los recipientes de los extractores de vapor donde se libera el dióxido de carbono limpio; y los sistemas de recuperación de absorbentes sólidos, como la adsorción a temperatura variable (TSA), que también eliminan el dióxido de carbono de la corriente de gas mediante la interacción con el absorbente, un proceso que involucra condiciones húmedas con temperaturas que fluctúan entre 40 grados y 100 grados, donde Se puede formar ácido carbónico, por lo que el paso clave en riesgo es el secado. Para todos estos procesos, se recomienda el uso de acero inoxidable austenítico que contiene níquel, mientras que el acero inoxidable dúplex que contiene níquel es más recomendado para sopladores de precaptura. Además, los procesos innovadores para la utilización y captura de CO2, como el ciclo de generación de energía Allam-Fetvedt, requieren turbinas de CO2 y quemadores hechos de aleaciones que contienen níquel, intercambiadores de calor y tuberías de alta temperatura que conectan los dos componentes.
