Como a captura de carbono pode ajudar as grandes indústrias no caminho para zerar as emissões líquidas

Se o mundo quiser atingir as metas principais do Acordo de Paris de 2015, zerando as emissões líquidas de carbono o mais rápido possível e limitando o aumento da temperatura global a 1,5°C neste século, uma coisa é certa: todas as grandes indústrias devem reduzir consideravelmente a quantidade prejudicial de CO2 que estão liberando na atmosfera. Em alguns setores, como o de transportes, por exemplo, as maneiras para isso são óbvias: as empresas podem reduzir drasticamente ou, melhor ainda, eliminar suas emissões de CO2 mudando para fontes sustentáveis de energia.

No entanto, essa abordagem de baixo ou zero carbono ainda não é possível em algumas indústrias pesadas, aquelas que produzem máquinas ou matéria prima, como é o caso das siderúrgicas, metalúrgicas, petroquímicas e de cimento. Na indústria de ferro e aço, por exemplo, as temperaturas extremamente altas exigidas em um alto-forno não podem ser alcançadas apenas com energia renovável. Enquanto na indústria de construção, o cimento não pode ser fabricado sem a criação de CO2, pois sua produção depende de uma reação química para transformar o calcário em cal (isso produz CO2 como um subproduto que não pode ser eliminado pela troca de combustível ou redução do uso de energia).

Captura, uso e armazenamento de carbono

Essas indústrias “difíceis de descarbonizar” apresentam um empecilho significativo no nosso caminho para zerar as emissões líquidas, sobretudo porque elas são responsáveis atualmente por mais de 30% da demanda global de energia. Na verdade, os setores de aço e cimento geram por si só cerca de 7% das emissões totais de CO2 do sistema de energia. Para enfrentar esse desafio, um novo grupo de tecnologias de redução de emissões conhecidas como CCUS, ou Captura, Uso e Armazenamento de Carbono, está desempenhando um papel cada vez mais importante.

Para indústrias onde é impossível eliminar ou reduzir as emissões de CO2 além de um certo ponto, a CCUS fornece uma maneira de captar e comprimir o CO2 prejudicial e, em seguida, transportá-lo por duto, navio, trem ou caminhão para que possa ser usado em aplicações secundárias ou ser armazenado no subsolo de modo permanente, injetando-o profundamente em formações geológicas vedadas, como reservatórios de petróleo e gás esgotados. Isso é conhecido como redução das emissões de CO2.

Hidrogênio “azul” e seus benefícios

As tecnologias de CCUS também têm um papel importante a desempenhar na produção de hidrogênio. O hidrogênio tem muitos usos industriais, inclusive como combustível ecologicamente correto e livre de carbono, que pode ser usado em células de combustível e motores de combustão interna. Convencionalmente, o hidrogênio é produzido pela separação do gás natural em hidrogênio e CO2 por meio de um processo denominado reforma a vapor do metano. Infelizmente, esse processo requer muito carbono e, portanto, o hidrogênio que ele produz geralmente é chamado de hidrogênio “cinza”.

No entanto, se as tecnologias de CCUS forem usadas para capturar o CO2, o hidrogênio produzido será mais favorável ao meio ambiente e, portanto, ele será conhecido como hidrogênio “azul”. Esse processo tem dois grandes benefícios. Em primeiro lugar, o CO2 resultante é armazenado com segurança no subsolo, em vez de ser liberado na atmosfera. Em segundo lugar, o hidrogênio “azul” produzido pode ser usado para abastecer e, assim, descarbonizar outras indústrias, como geração de energia e transporte. O hidrogênio “verde”, como o próprio nome sugere, é a opção mais limpa de todas, pois divide a água em hidrogênio e oxigênio usando eletrólise alimentada por fontes de energia renováveis, de modo que nenhum CO2 será criado durante o processo.

Um benefício dos hidrogênios azul e verde como combustíveis é que eles são amplamente transportáveis. Isso lhes dá uma vantagem significativa sobre as fontes de energia renováveis, como Scott explica: “O problema fundamental com as energias renováveis é que você precisa gerar a energia em um determinado local para onde a eletricidade é necessária. Porque você não pode transportar eletricidade a longas distâncias sem vazar energia. Uma solução é pegar a energia renovável produzida em locais remotos – como um parque eólico offshore – e então convertê-la nas proximidades em um combustível que pode ser transportado com mais facilidade, como o hidrogênio verde ou azul”.

O crescimento da CCUS

Historicamente, a captura de carbono industrial tem sido rotulada como um processo caro e não comprovado, por causa dos custos de capital da criação de uma rede de transporte e armazenamento e dos custos operacionais para captar, bombear e comprimir o CO2. Os primeiros desenvolvimentos da CCUS geralmente eram concebidos como uma forma de descarbonizar usinas individuais de carvão térmico, um processo caro, principalmente porque os custos de energia renovável foram drasticamente reduzidos. O que agora está claro é que a infraestrutura de transporte e armazenamento da CCUS, construída em escala, reduz consideravelmente os custos de descarbonização das indústrias pesadas e favorece a descarbonização de muitos outros setores por meio da economia do hidrogênio.

A captura de carbono em escala industrial certamente é um processo bem estabelecido. O primeiro projeto de CCUS em grande escala começou a operar em 1996, em Sleipner, na Noruega. E havia 26 instalações de grande escala em operação ao redor do mundo em 2020, com mais 37 em desenvolvimento. No ano passado, a capacidade de captura de CO2 combinada de instalações elétricas e industriais totalizou 40 milhões de toneladas métricas de CO2 (MtCO2).

No entanto, é necessário fazer mais. Para zerar as emissões líquidas até 2050, a Agência Internacional de Energia (IEA) avalia que a capacidade de captura de carbono precisa crescer exponencialmente para 1.670 MtCO2 até 2030 e para 7.600 MtCO2 até 2050. Atingir esses volumes exigirá um aumento igualmente rápido na construção de instalações de CCUS em grande escala. De acordo com a AIE, é necessário um aumento de dez vezes na capacidade até 2025, enquanto o Global CCS Institute avalia que 2.000 instalações de CCUS precisariam estar em funcionamento até 2040 em todo o mundo.

Isso parece um desafio assustador por si só, mas a ampliação da construção e do desenvolvimento das instalações de CCUS poderia revolucionar o papel da captura de carbono industrial, tornando-o bem mais econômico.

“Isso significaria uma única rede de dutos e armazenamento de carbono, recebendo CO2 de uma fábrica de cimento, de produtos químicos, de uma siderúrgica e de uma fábrica de hidrogênio azul, tudo ao mesmo tempo, o que muda a economia completamente. Então, em vez de apenas remover o CO2 de modo exorbitante como um subproduto prejudicial, também estamos incentivando a produção de uma nova fonte valiosa de energia verde – hidrogênio azul – que pode ser usada para descarbonizar outros setores.”

Quatro soluções baseadas na natureza para captura de carbono

A CCUS é um processo artificial criado para a indústria. Mas o CO2 também é absorvido da atmosfera por meio de vários processos naturais, incluindo usinas, solos, sedimentos e o oceano. As quatro soluções baseadas na natureza a seguir também estão ajudando o mundo a atingir a zerar as emissões líquidas:

1. Silvicultura – incluindo a preservação das florestas existentes, reflorestamento das que foram desmatadas e florestamento, que é o plantio de novas árvores onde nenhuma havia crescido antes.
2. Zonas úmidas – incluindo a conservação e restauração de turfeiras ricas em carbono e zonas úmidas costeiras, como manguezais.
3. Agricultura – incluindo ajudar os solos a armazenar e reter carbono por meio da agricultura de plantio direto e rotação de cultivos, manejo aprimorado da pecuária e sistemas agroflorestais, que combinam o cultivo de árvores e arbustos com outras formas de agricultura.
4. Oceanos – incluindo a restauração de prados de ervas marinhas e o cultivo de algas e crustáceos para restaurar ou cultivar ecossistemas marinhos.

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