Não seria legal se pudéssemos capturar o CO₂ antes que ele fosse emitido na atmosfera e, então, armazená-lo em algum lugar (como no subsolo)? Bem, nós podemos! Esse processo é chamado de captura e armazenamento de carbono (CCS, do inglês carbon capture and storage).
A CCS pode ajudar a remover as emissões de qualquer processo que libere CO₂. Seja ele incineração ou reações químicas, a CCS pode ser utilizada para capturá-lo!
A geração de energia a partir da tecnologia CCS é particularmente empolgante pois permite que queimemos parte dos combustíveis fósseis para gerar energia sem emitir nenhum CO₂. Mas como isso funciona? Será que é financeiramente acessível? Vamos dar uma olhada!
Existem três maneiras de capturar carbono:
Captura de carbono pré-combustão (pré-CCC): Aqui, o carbono (na forma de CO₂) é removido dos combustíveis fósseis antes de serem queimados .
Captura de carbono pós-combustão (pós-CCC): Aqui, o carbono (na forma de CO₂) é removido depois que os combustíveis fósseis são queimados .
Oxicombustão: Aqui, o oxigênio puro é usado para queimar os combustíveis fósseis, tornando a captura de CO₂ muito mais fácil .
Este capítulo focará no método pré-CCC ao mesmo tempo que apresentará informações sobre como podemos utilizar esse carbono assim que for capturado. Para mais informações sobre o pós-CCC e os processos de oxicombustão, por favor veja os capítulos avançados deste curso. Agora, vamos ver como o pré-CCC realmente funciona.
Como funciona o pré-CCC?
Diagrama simplificado de como funciona o pré-CCC
Vamos ver isso passo a passo!
1. Produção de gás de síntese
Em primeiro lugar, precisamos dividir os combustíveis fósseis no que chamamos de gás de síntese. Isso é uma mistura de principalmente monóxido de carbono (CO) e hidrogênio (H₂) .
Reforma a vapor do gás natural para produzir gás de síntese
2. Reação de mudança do vapor de água
O CO no gás de síntese é convertido para CO₂ ao reagir com o vapor. Isso gera ainda mais H₂, que pode, posteriormente, ser utilizado como combustível :
Criando mais H₂ (para usar como combustível) através da reação do gás de síntese com o vapor
3. Separação e armazenamento
Então, o CO₂ precisa ser separado do H₂ , que é, por fim, transportado para o armazenamento.
Agora, só nos resta o H₂!
Se produzirmos água em vez de CO₂, podemos utilizar o hidrogênio como uma fonte de energia mais limpa do que o combustível fóssil inicial!
Qual é a viabilidade do pré-CCC?
O aumento de custos e a diminuição de eficiência ao utilizar o pré-CCC
Como podemos ver, a instalação e o funcionamento do pré-CCC em usinas de gás aumenta o custo da energia. Esse processo também diminui a eficiência das usinas por causa da energia adicional necessária para operar os sistemas pré-CCC.
Em que fase a tecnologia está agora?
Atualmente, não existem instalações de teste para a energia com pré-CCC . Por isso, será necessária muita pesquisa, desenvolvimento e testes se quisermos que o pré-CCC se torne mais comum e comece a capturar quantidades significativas de carbono.
Como o pré-CCC será no futuro?
Será necessário reduzir a demanda energética do pré-CCC se quisermos tornar essa tecnologia eficiente e rentável no futuro.
Apesar dessas limitações, o pré-CCC ainda é possível. Então, o que podemos fazer com todo esse CO₂ capturado?
Armazenamento de carbono
A maioria do CO₂ que capturamos será armazenado no subsolo. Mas e se pudéssemos empregá-lo para fazer outra coisa ?
Como podemos utilizar o CO₂ capturado?
Assim como os metais, minerais e madeira, o CO₂ pode ser usado como um recurso industrial! . A utilização de CO₂ capturado através de tecnologias de captura de carbono pode torná-las mais lucrativas, aumentando a probabilidade de serem aplicadas no setor industrial . O mercado de utilização de CO₂ capturado tem o potencial de valer bilhões de dólares .
Terrinha chique como vendedora de CO₂
Onde podemos utilizar o CO₂ capturado?
Desde o início do século 20, temos usado o CO₂ em várias aplicações industriais :
Alimentos em conserva: o CO₂ sólido (gelo seco) é também usado na refrigeração e no armazenamento de alimentos congelados, como sorvetes e carnes .
Produção de fertilizante: o CO₂ também pode ser usado na fabricação de minerais e fertilizantes, tal como a ureia, para fornecer às plantas o nitrogênio do qual necessitam para crescer .
Onde o CO₂ pode ser utilizado
Recuperação avançada de petróleo (EOR, da sigla em inglês): Embora seja uma prática polêmica, o CO₂ pode ser usado na extração de petróleo bruto de um depósito de petróleo que não poderia ser extraído de outra forma (devido à dificuldade de acesso), como uma forma de maximizar as reservas de petróleo que podem ser recuperadas . O processo funciona através da injeção de CO₂ nos reservatórios petrolíferos esgotados.
Usando o CO₂ para extrair petróleo com maior eficiência
Como podemos transformar quimicamente o CO₂ em produtos mais úteis?
Essas são algumas formas através das quais podemos utilizar o CO₂ diretamente no seu estado capturado. Contudo, as reações químicas do CO₂ podem produzir combustíveis, produtos químicos, plásticos e outros produtos úteis também .
Por que não podemos simplesmente usar todo o CO₂ que capturamos?
O nível de utilização de CO₂ como um recurso industrial é muito pequeno em comparação com a quantidade de CO₂ produzido por todo o setor industrial . Consequentemente, a demanda global por produtos químicos e materiais que o utilizam não pode satisfazer a quantidade que precisa ser capturada e utilizada . É por isso que a maior parte do CO₂ que capturamos ficará armazenada.
Da mesma forma, a pesquisa necessária para desenvolver caminhos para a utilização de CO₂ ainda está em curso, e a maioria das tecnologias e empresas que trabalham em novas formas de utilização de CO₂ ainda se encontram numa escala de demonstração. Isso significa que essas tecnologias não podem ser completamente desenvolvidas numa escala suficiente a tempo de atenuar as mudanças climáticas .
O CO₂ no solo está seguro durante muito tempo
Por fim, precisamos garantir que o processo de utilização do carbono seja, pelo menos, neutro em termos de emissões, se não mesmo negativo. Contudo, como precisamos urgentemente descarbonizar nossas fontes de energia, capturar o carbono na fonte e removê-lo da atmosfera é um mecanismo paliativo para ganhar tempo, enquanto o desenvolvimento de tecnologias de energia de baixo carbono, eficientes e renováveis continua .
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