Como capturar e armazenar carbono?

A captura e o armazenamento de carbono são reconhecidos como uma das diversas ferramentas disponíveis para ajudar a reduzir os níveis de dióxido de carbono na atmosfera. Como uma possível solução temporária, podem desempenhar um papel valioso nos esforços globais para mitigar as mudanças climáticas. Mas como funciona?

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O que é captura e armazenamento de carbono?

A captura e armazenamento de carbono chamada de CCS, é um processo que consiste em três etapas principais: a captura do carbono diretamente nas fontes de emissão (ou da atmosfera), o seu transporte seguro e, por fim, o armazenamento ou “enterro” em locais subterrâneos adequados.

Historicamente, as emissões ligadas a combustíveis fósseis cresceram exponencialmente; apenas entre 1750 e 2010, cerca de metade de todo o produzido pelo homem foi gerado nos últimos 40 anos desse período. A tecnologia CCS foca justamente nas grandes fontes estacionárias, como:

• Usinas de energia;
• Refinarias de petróleo;
• Indústrias de cimento e aço;
• Instalações de processamento de gás natural.

Tecnologias de captura de dióxido de carbono

Existem diferentes métodos para impedir que o carbono chegue à atmosfera. Em usinas termoelétricas, destacam-se três técnicas principais:

1. Pós-combustão

É o método mais comum e versátil, pois pode ser adaptado a usinas já existentes. O CO₂ é “extraído” dos gases de exaustão logo após a queima do combustível. É como colocar um filtro sofisticado na chaminé da fábrica.

2. Pré-combustão

Neste processo, o carbono é removido antes da queima. O combustível fóssil passa por um gaseificador, gerando um gás sintético. O CO₂ é separado, restando o hidrogênio, que pode ser usado como um combustível limpo. É uma opção mais barata que a pós-combustão, mas de difícil aplicação em instalações antigas.

3. Combustão Oxicombustível

Aqui, o combustível é queimado em oxigênio puro, em vez de ar comum. O resultado é um gás de combustão composto quase inteiramente por vapor de água e CO₂. Ao resfriar a mistura, a água condensa, restando um fluxo de carbono quase puro. Embora seja altamente eficaz, o processo exige muita energia inicial para separar o oxigênio do ar.

Transporte e produção de hidrogênio

Após ser capturado, o CO₂ precisa viajar até o local de armazenamento. O método mais eficiente e econômico é o uso de dutos. Nos Estados Unidos, por exemplo, já existem mais de 5.800 km de infraestrutura dedicada a esse transporte. Em menor escala, navios e caminhões-tanque também podem ser utilizados.

A conversão para hidrogênio é uma alternativa para setores difíceis de eletrificar, como transporte pesado e aquecimento doméstico. Atualmente, a forma mais barata de obtê-lo é através da reforma do metano (usando gás natural). No entanto, para que esse hidrogênio seja considerado “limpo”, o CO₂ gerado no processo de reforma deve obrigatoriamente ser capturado e armazenado via CCS.

Como funciona o armazenamento de dióxido de carbono?

O destino final do carbono capturado é, geralmente, o subsolo. O geosequestro envolve converter o carbono em um estado “supercrítico” (com propriedades de líquido e gás) e injetá-lo em rochas sedimentares porosas.

Os locais mais promissores incluem:

• Aquíferos Salinos: Rochas profundas saturadas com água salgada que atuam como esponjas gigantes. Possuem um potencial de armazenamento imenso sob oceanos como o Mar do Norte.
• Campos de Petróleo em Declínio (EOR): O CO₂ é injetado para “empurrar” o óleo restante para a superfície (Recuperação Avançada de Petróleo). A venda do óleo ajuda a custear o projeto, embora a queima desse combustível adicional reduza o benefício ambiental total.
• Carvão Inexplorável: O carbono pode ser injetado em jazidas de carvão profundas, liberando metano no processo, que pode ser coletado para energia.

No armazenamento Mineral, o carbono reage quimicamente com minerais de magnésio e cálcio, transformando-se em rocha sólida e estável. É a forma mais segura, pois não há risco de vazamento, mas exige muita energia para acelerar a reação química que, na natureza, levaria séculos.

Quais são os custos e riscos do CCS?

Implementar o CCS não é barato. A captura e compressão aumentam a necessidade de combustível de uma usina em 25% a 40%, o que pode elevar o preço da eletricidade para o consumidor final em até 91%. Entretanto, especialistas argumentam que o custo da inação contra as mudanças climáticas será drasticamente superior.

A principal preocupação é o risco de vazamentos. O composto químico é um asfixiante em altas concentrações. Por isso, normas rigorosas (como a Diretiva CCS da UE) exigem:

1. Monitoramento Profundo: Uso de sísmica e sensores de pressão para observar o comportamento do gás no reservatório.
2. Monitoramento Raso: Sensores no solo e na atmosfera para detectar qualquer migração indesejada.

Mesmo em áreas propensas a terremotos, como no projeto de Nagaoka no Japão, a tecnologia se mostrou segura: após um forte tremor em 2004, nenhum vazamento foi detectado, provando a resiliência de reservatórios bem selecionados.

Reduzindo emissões nos processos industriais

A CCS pode transformar setores que hoje são grandes vilões do clima:

• Usinas de Biomassa: Ao combinar a queima de resíduos orgânicos com CCS, é possível alcançar emissões negativas. A planta absorve carbono enquanto cresce e, ao ser queimada, esse carbono é enterrado em vez de voltar para o ar.
• Siderúrgicas e Fábricas de Cimento: Estes setores emitem o composto químico não apenas pela energia que consomem, mas por reações químicas inerentes aos seus processos. A captura direta é, muitas vezes, a única forma de descarbonizá-los.
• Processamento de Gás Natural: Algumas jazidas, como a de Sleipner na Noruega, já extraem o carbono naturalmente presente no gás e o reinjetam no subsolo desde 1996, evitando impostos sobre carbono e protegendo o ecossistema.

Embora o investimento em CCS seja alto e o debate sobre o desvio de recursos de energias renováveis exista, a tecnologia é fundamental para uma transição energética realista. Ela permite que indústrias pesadas continuem operando enquanto a infraestrutura global se adapta, garantindo que o carbono permaneça onde deve estar: longe da nossa atmosfera.

Para empresas e governos, o incentivo financeiro — através de impostos sobre o carbono ou créditos — será o motor que ditará a velocidade de adoção dessa solução vital para o planeta.

Aproveite e se aprofunde no tema: por que a descarbonização é importante?