Captura e armazenamento de carbono: O que é e como funciona

POR Pedro Coelho

Publicado: terça-feira, 30 de janeiro de 2024

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A captura e armazenamento de carbono (CAC) é uma tecnologia de geoengenharia que pode reduzir as emissões de gases com efeito de estufa provenientes de centrais eléctricas alimentadas a combustíveis fósseis e de outras fontes industriais.

A CAC envolve a captura do dióxido de carbono (CO₂) produzido pela combustão de combustíveis fósseis, transportando-o para um local adequado e injetando-o numa formação geológica subterrânea profunda, onde é armazenado permanentemente.

A CAC pode ajudar a mitigar as alterações climáticas, evitando que grandes quantidades de CO₂ entrem na atmosfera e contribuam para o aquecimento global. Neste artigo, veremos um pouco sobre alguns dos métodos existentes e emergentes de captura e armazenamento de carbono.

Como funciona o processo de captura do Co2 do ar

A captura e armazenamento de carbono (CAC) é um processo vital que compreende três etapas fundamentais: captura, transporte e armazenamento do CO₂.

Captura

Durante essa fase, as emissões de CO₂ são coletadas de processos industriais ou de geração de energia. Existem três métodos principais para capturar o CO₂:

Pós-combustão: Neste método, o CO₂ é separado do gás de combustão da central eléctrica fazendo borbulhar o gás através de uma coluna absorvedora repleta de solventes líquidos (como o amoníaco). Uma vez que os produtos químicos na coluna absorvedora ficam saturados, uma corrente de vapor superaquecido a cerca de 120°C passa através dela. Isto liberta o CO₂ retido, que pode então ser transportado para armazenamento noutro local.

Oxicorte: Um método alternativo é queimar o combustível em oxigênio puro. Neste ambiente, praticamente todos os gases residuais serão compostos por CO₂ e vapor de água. Este último pode ser condensado enquanto o primeiro pode ser canalizado ou transportado diretamente para uma instalação de armazenamento. No sistema oxicorte, o desafio é separar grandes volumes de ar em oxigênio líquido, nitrogênio gasoso, argônio e outros gases residuais.

Pré-combustão: Este método é normalmente aplicado a centrais eléctricas de ciclo combinado com gaseificação de carvão. O carvão é gaseificado para produzir um gás sintético feito de monóxido de carbono e hidrogênio. O primeiro reage com água para produzir CO₂, que é capturado, e mais hidrogênio. O hidrogénio pode ser desviado para uma turbina onde pode ser queimado para produzir eletricidade.

Transporte

Após a captura, o CO₂ é comprimido até o estado líquido e transportado através de oleodutos, navios, trens ou caminhões-tanque.

Armazenamento

O CO₂ é injetado em formações geológicas profundas, geralmente a profundidades de 1 km ou mais, para ser armazenado permanentemente em reservatórios esgotados de petróleo e gás, jazidas de carvão ou aquíferos salinos profundos.

Atualmente, as instalações equipadas com CAC podem capturar aproximadamente 90% do CO₂ presente nos gases de combustão. Também é possível capturar CO₂ diretamente da atmosfera, embora isso consuma mais energia e, portanto, seja mais dispendioso

Usos para CO2 capturado pelas usinas de captura de CO2

O CO₂ capturado pelas usinas de captura de carbono pode ser usado de diversas maneiras:

1. Fabricação de fertilizantes: Cerca de 130 Mt de CO₂ são usados a cada ano na indústria de fertilizantes para a fabricação de uréia.

2. Recuperação Aprimorada de Petróleo (RAP): Aproximadamente 80 Mt de CO₂ são usadas anualmente para RAP, um processo que envolve a injeção de CO₂ em campos petrolíferos para aumentar a recuperação de petróleo.

3. Produção de alimentos e bebidas: O CO₂ é utilizado na indústria de alimentos e bebidas, por exemplo, para carbonatar bebidas.

4. Resfriamento: O CO₂ é usado em sistemas de resfriamento.

5. Tratamento de Água: O CO₂ é utilizado em processos de tratamento de água.

6. Estufas: O CO₂ é usado para promover o crescimento das plantas em estufas.

7. Armazenamento de energia: O CO₂ capturado poderia ser utilizado no armazenamento de energia utilizando hidrogénio, metano e etano como biocombustíveis.

8. Bens de Consumo: O etileno e o etanol derivados do CO₂ poderiam servir como blocos de construção para uma série de bens de consumo.

9. Indústria Farmacêutica: O ácido fórmico derivado de CO₂ poderia ser utilizado pela indústria farmacêutica.

É importante notar que os benefícios climáticos associados a um determinado uso de CO₂ dependem da fonte do CO2, do produto ou serviço que o produto à base de CO₂ está substituindo, da intensidade de carbono da energia usada para o processo de conversão, de quanto tempo o CO₂ é retido no produto e a escala do mercado para esse uso específico.

Vantagens e desvantagens da captura e armazenamento de carbono feita pelas usinas

Embora a CAC ofereça esperança para a mitigação das mudanças climáticas, ela também apresenta uma série de desafios. Nessa parte do texto, exploraremos as várias vantagens e desvantagens da CAC, fornecendo uma visão equilibrada dessa tecnologia emergente que ainda tem um futuro promissor pela frente.

Vantagens

Dentre as vantagens da CAC estão:

1. Redução de Emissões: O CAC pode reduzir as emissões de plantas industriais e instalações de produção de energia.

2. Eficiência em fontes pontuais: O CO₂ é mais fácil de remover em fontes pontuais, onde a concentração do gás é relativamente alta.

3. Remoção de outros poluentes: Durante a combustão do oxicorte, altas concentrações de oxigênio utilizadas na combustão levam a uma redução significativa dos gases óxido de nitrogênio (NOx) e dióxido de enxofre.

4. Potencial redução do custo social do carbono: O custo social do carbono é um valor em dólares dos custos e benefícios estimados para a sociedade decorrentes das alterações climáticas causadas por uma tonelada métrica adicional de CO₂ libertada na atmosfera num ano.

Desvantagens

Já dentre as desvantagens da CAC estão:

1. Implicações em termos de custos: Os métodos de captura de dióxido de carbono têm implicações em termos de custos para os proprietários e operadores de centrais eléctricas alimentadas a combustíveis fósseis.

2. Preocupações de Segurança: Existem várias preocupações sobre a segurança do armazenamento do CO2 capturado devido à possibilidade de vazamentos e contaminação ambiental.

3. Âmbito limitado: O CAC não é suficiente para enfrentar as alterações climáticas porque as emissões de carbono provenientes do aquecimento e da produção de energia utilizando combustíveis fósseis representam apenas 25 por cento do total das emissões de gases com efeito de estufa.

4. Métodos de armazenamento não comprovados: Alguns métodos de armazenamento, como o armazenamento em águas profundas, permanecem não testados.

5. Questões sobre relação custo-benefício: Os críticos também têm dúvidas sobre a relação custo-benefício de certos métodos de armazenamento.

Observe que esses são prós e contras gerais, e as especificidades podem variar de acordo com a tecnologia usada, o tipo de indústria e outros fatores.

Mercado de credito e as usinas de captura e armazenamento de carbono

O setor CAC ainda está na sua infância, sendo que a quantidade de CO₂ capturada pelas instalações CAC em todo o mundo representa atualmente apenas 0,12% das emissões globais anuais. No entanto, muitos especialistas acreditam que a CAC será uma ferramenta fundamental para limitar as emissões e cumprir as metas climáticas.

O mercado de crédito desempenha um papel significativo no desenvolvimento e implementação da CAC. Agricultores, pecuaristas e proprietários florestais podem gerar créditos de carbono através da adopção de práticas para reduzir as emissões ou sequestrar carbono nas suas terras. Estes créditos de carbono podem então ser vendidos, proporcionando novas oportunidades de rendimento. As empresas podem adquirir estes créditos de carbono para atingir os seus objetivos voluntários de redução de gases com efeito de estufa.

No entanto, muitos projetos de CAC enfrentam atualmente desafios económicos, com elevados custos de captura para fontes pontuais diluídas e um número limitado de fluxos de receitas disponíveis. Para atingir os níveis necessários para atingir os compromissos de zero emissões líquidas, a redução de custos pode ser vital. O desenvolvimento de centros intersetoriais que partilhem infraestruturas e recursos de CAC entre várias empresas poderia reduzir os riscos associados ao capital de investimento inicial.

Nos Estados Unidos, por exemplo, a Lei de Redução da Inflação aumentou o crédito fiscal para CO₂ de fonte pontual capturado de 50 dólares para 85 dólares por tonelada. Este subsídio fornece 85 dólares por tonelada para emissões industriais ou de energia sequestradas e 180 dólares por tonelada para emissões captadas diretamente da atmosfera e sequestradas. Isso tornou economicamente viáveis muitos casos de uso industrial, como produção de amônia, usinas de etanol e instalações de processamento de gás natural.

A interação entre o mercado de crédito e as fábricas de CAC é crucial para o desenvolvimento e implementação da tecnologia CAC. O mercado de crédito fornece incentivos financeiros para a adopção da CAC, enquanto a CAC ajuda as empresas a cumprir os seus objetivos de redução de gases com efeito de estufa.

Referencias

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• https://www.azocleantech.com/article.aspx?ArticleID=1572 (acessado em 28/01/2024 as 13:21)

Sobre o autor

Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico, engenheiro de segurança do trabalho e Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, também sou estudante de engenharia civil, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e de áreas correlatas. Se você está curtindo essa postagem, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e compartilhe com seus amigos para eles curtirem também :)