Mudança climática: o mundo está contando com ventiladores gigantes que sugam carbono para limpar a bagunça. Mas eles podem salvar o planeta?

Os humanos liberaram tanto dióxido de carbono (CO2) na atmosfera que máquinas como essa são literalmente usadas para sugar o gás novamente, como aspiradores de pó gigantes, em um esforço para desacelerar a crise climática e prevenir algumas de suas consequências mais devastadoras.

A planta Orca – seu nome é derivado da palavra islandesa para energia – é conhecida como “instalação de captura de carbono por ar direto”, e seus criadores e operadores, a empresa suíça Climeworks e a islandesa Carbfix, dizem que é a maior do mundo.

Orca é um símbolo sombrio de como as coisas estão ruins, mas, da mesma forma, pode ser a tecnologia que está ajudando a humanidade a sair da crise.

“Nós, como humanos, interrompemos o equilíbrio do ciclo natural do carbono. Portanto, nosso trabalho é restaurar o equilíbrio”, disse Ida Aradottir, engenheira química e CEO da Carbfix. “Estamos ajudando o ciclo natural do carbono a encontrar seu equilíbrio anterior, então para mim, pelo menos, isso faz todo o sentido – mas temos que usá-lo com sabedoria”, disse ela.

Foi inaugurado no mês passado e atualmente está removendo cerca de 10 toneladas métricas de dióxido de carbono por dia, que é aproximadamente a mesma quantidade de carbono que o 800 carros por dia nos EUA. Também é quase a mesma quantidade de carbono 500 arvores Pode ser absorvido em um ano.

É um bom começo, mas no grande esquema das coisas seu impacto é mínimo até agora. Os seres humanos emitem cerca de 35 bilhões de toneladas de gases de efeito estufa anualmente por meio dos carros que dirigimos e das viagens que fazemos, a energia que usamos para aquecer nossas casas e os alimentos – especialmente carne – que comemos, entre outras atividades.

Todo esse dióxido de carbono se acumula no ar, agindo como uma estufa, prendendo mais calor na atmosfera do que a Terra evoluiu para suportar.

É aí que entra a tecnologia usada na Orca, chamada Carbon Capture and Storage (CCS).

“Captura e armazenamento de carbono não serão os mesmos o Uma solução para o problema da mudança climática ”, disse Sandra Ask Sneeburnsdottir, geóloga da Carbfix, à CNN.

“Mas ela é uma A solução. E é uma das muitas soluções que precisamos implementar para poder atingir esse grande objetivo que temos que alcançar ”.

“Em primeiro lugar, temos que parar de emitir dióxido de carbono e temos que parar de queimar combustíveis fósseis, a principal fonte de emissões de dióxido de carbono em nossa atmosfera”, acrescentou.

Como a mágica acontece?

As máquinas Orca usam filtros químicos para capturar gases que prendem o calor. Os “ventiladores”, ou coletores de metal, sugam o ar circundante e filtram o dióxido de carbono para que possa ser armazenado.

De acordo com os cientistas da NASA, a concentração de dióxido de carbono na atmosfera da Terra provavelmente não foi tão alta em nenhum outro ponto nos últimos três milhões de anos. Mas em níveis acima de 410 partes por milhão, para realmente capturar essa quantidade de dióxido de carbono, uma grande quantidade de ar precisaria passar por essas máquinas.

“O que acontece é que o dióxido de carbono no ar é uma molécula ácida e dentro de nossos complexos são alcalinos. Ácidos e álcalis se neutralizam”, disse Christoph Gibbald, co-CEO da Climeworks, à CNN. “Esta é a mágica que acontece.”

Dentro de duas a quatro horas, a superfície do filtro está quase completamente saturada com partículas de CO2 – como se “não houvesse mais vagas para estacionar”, afirma Gibbald.

“Então, paramos o fluxo de ar e aquecemos a estrutura interna a quase 100 graus Celsius, temperatura à qual as moléculas de dióxido de carbono são liberadas novamente da superfície, voltam para a fase gasosa e são absorvidas.”

Devido à alta temperatura exigida para o processo, a planta Orca requer muita energia. Este é um problema facilmente resolvido na Islândia, onde a energia geotérmica verde é abundante. Mas pode se tornar um desafio expandir globalmente.

Crédito: Patrick Gallagher

O maquinário do Orca é apenas uma maneira de remover o dióxido de carbono do ar. Outros métodos envolvem capturar o gás da fonte – como a chaminé de uma fábrica de cimento – ou removê-lo do combustível antes da combustão. Isso envolve a exposição de um combustível, como carvão ou gás natural, a oxigênio ou vapor sob alta temperatura e pressão para convertê-lo em uma mistura de hidrogênio e dióxido de carbono. O hidrogênio é então separado e pode ser queimado com emissões de carbono muito menores. mas, emissões de metano Pode ser um problema ao usar o processo com gás natural.

O carbono da captura e armazenamento de dióxido de carbono pode ser usado para outros fins, por exemplo, para fazer coisas de plástico em vez de usar óleo, ou na indústria de alimentos que usa dióxido de carbono para fazer chiar em bebidas. Mas a quantidade a ser capturada excede em muito a demanda global de CO2 em outros lugares, o que significa que a maior parte precisará ser “estocada”.

Essas estruturas semelhantes a iglu são locais de mineralização em Carbfix, onde o dióxido de carbono é misturado com água e injetado cerca de 800 metros abaixo do solo.

Em Orca, isso ocorre dentro de algumas centenas de metros de seu vazio em várias estruturas semelhantes a cabanas onde o gás é misturado com água e injetado a cerca de 800 metros abaixo do solo. Lá, o dióxido de carbono reage com a rocha ígnea esponjosa e se mineraliza, enquanto a água escoa.

crise de emissões

o Relatório sobre o estado da ciência mais recente pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) que o mundo precisa reduzir pela metade as emissões de gases de efeito estufa na próxima década e atingir zero líquido até 2050 para ter qualquer chance de manter o aquecimento global em 1,5 ° C acima dos níveis pré-industriais.

À medida que as temperaturas sobem acima de 1,5 grau, o mundo verá um aumento nos eventos climáticos extremos – tanto em intensidade quanto em frequência – como secas, furacões, inundações e ondas de calor.

A tecnologia CCS parece a solução perfeita, mas ainda é altamente controversa, e não apenas por causa da quantidade de energia de que necessita. Seus críticos dizem que o mundo deveria buscar cortes nas emissões, não zero líquido.

Mas o consenso científico é bastante claro: um certo nível de sequestro de carbono logo se tornará necessário. O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas estimou que mesmo que as emissões caiam drasticamente, manter o aquecimento abaixo de 2 graus exigiria a remoção entre 10 bilhões e 20 bilhões de toneladas de dióxido de carbono a cada ano até 2100.

“Não acho que a captura de carbono seja uma panacéia, porque não há bala de prata”, disse Nadine Mustafa, pesquisadora de sequestro de carbono do Departamento de Engenharia Química do Imperial College London que não está envolvida com Orca.

“Não é que vamos consertar tudo com renováveis, ou que vamos usar CCS e vamos consertar tudo com isso. Vamos precisar de tudo, especialmente porque já estamos atrasados nossos objetivos. “

Conexão de óleo e gás

Os oponentes do CCS argumentam que a tecnologia é simplesmente outra maneira de a indústria de combustíveis fósseis atrasar sua morte inevitável.

Embora não estejam envolvidos na usina Orca, os gigantes dos combustíveis fósseis dominam o setor. De acordo com um banco de dados compilado pelo CCS Global Institute, uma instituição de pesquisa pró-CCS, a grande maioria do mundo 89 projeto CCS que se encontram em operação, em construção ou em estágio avançado de desenvolvimento são operados por empresas de petróleo, gás e carvão.

As empresas de petróleo possuem e usam tecnologia para capturar carbono há décadas, mas não fizeram exatamente isso para reduzir as emissões – ironicamente, sua motivação era extrair mais petróleo. Isso ocorre porque o dióxido de carbono que eles removem pode ser reinjetado em campos de petróleo que estão quase esgotados e ajuda a remover 30-60% mais petróleo do que os métodos regulares. O processo é conhecido como “recuperação aprimorada de petróleo” e é um dos principais motivos pelos quais a captura e o armazenamento de dióxido de carbono são controversos.

As empresas de combustíveis fósseis também estão investindo em uma nova tecnologia de captura de carbono que remove o dióxido de carbono do ar – como fazem as máquinas Orca – para que possam dizer que estão “compensando” as emissões que não podem capturar em suas operações normais. É uma maneira de atrasar o fim inevitável dos combustíveis fósseis à medida que o mundo faz a transição para as energias renováveis.

O maquinário da Orca é alimentado por energia geotérmica da usina Hellisheiði. A Islândia é o lar de muitos vulcões e abundantes recursos geotérmicos.

Existe outra maneira de ver isso.

As empresas de combustíveis fósseis têm muito dinheiro para investir nesta tecnologia cara e, dado que os combustíveis fósseis são, de longe, o principal impulsionador das mudanças climáticas, eles têm a responsabilidade de pagar a conta do que poderia ser o maior desastre ambiental de limpeza em humanos história.

A indústria global de combustíveis fósseis vale trilhões de dólares. Em 2019, o último ano antes da pandemia, as empresas de combustíveis fósseis de capital aberto arrecadaram US $ 250 bilhões em lucros, de acordo com dados compilados pela Refinitiv para a CNN. Esse número não inclui a Saudi Aramco, maior empresa de petróleo do mundo, que não foi listada publicamente até dezembro de 2019. A empresa sozinha faturou US $ 88 bilhões naquele ano.

“Este é um grupo que pode passar a fornecer este serviço à sociedade em geral”, disse Graeme Sweeney, presidente da Zero Emissions Platform (ZEP), um dos maiores defensores da CCS na Europa. O grupo atua como assessor da Comissão Europeia, da qual também recebe parte de seu financiamento, e inclui grupos de pesquisa, a Confederação Sindical Europeia, bem como muitas das maiores empresas de petróleo do mundo, incluindo Shell, Total, Equinor, ExxonMobil e BP.

Na visão de Sweeney, fornecer essa tecnologia pode ser uma oportunidade para a indústria de combustíveis fósseis começar a expiar a crise climática.

“Seria muito estranho se essa não fosse a contribuição que eles deram”, disse Sweeney, que já trabalhou na Shell por três décadas.

Questionado sobre se a captura e o armazenamento de dióxido de carbono deveriam ser usados para permitir mais produção de combustível fóssil no futuro – algo com que os ativistas do clima estão preocupados – Sweeney disse: “Se regularmos isso de maneira adequada, produziremos um resultado compatível com zero líquido no ano 2050 … Qual é o problema?

Um dos riscos restantes com essa tecnologia é o impacto que o armazenamento de carbono pode ter na Terra, ou pelo menos em seu ambiente imediato. Em seu relatório especial sobre captura e armazenamento de carbono, o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas disse que o maior risco vem de vazamentos potenciais. Uma liberação repentina e grande de dióxido de carbono seria extremamente perigosa. No ar, uma concentração de dióxido de carbono de cerca de 10% é letal, mas mesmo níveis muito baixos podem causar problemas de saúde.

É um risco enorme.

Mas a ideia de usar armazenamento em alto mar não é nova e já está em uso há algum tempo. No campo de gás Sleipner, na Noruega, o dióxido de carbono foi injetado no subsolo desde 1996. O local foi monitorado de perto e, além de alguns problemas durante o primeiro ano, não mostrou nenhum problema por 25 anos consecutivos.

Snæbjörnsdóttir, que dirige a loja de minerais de CO2 da Carbfix para a Orca, disse que o processo de mineralização que eles usam na Islândia elimina o risco de vazamento. O basalto – uma rocha vulcânica – ao redor da planta fornece armazenamento geológico ideal.

Comparação de rochas basálticas esponjosas, antes e depois do contato com dióxido de carbono em um dos locais de mineralização de Karpfix. O último objeto é o dióxido de carbono que se transformou em pedra; Nada além de cálcio foi adicionado.

“Essas rochas são muito permeáveis, então elas são como uma esponja, e há muitas fraturas para o fluxo de fluido carregado de CO2, então eles mineralizam muito rapidamente”, disse Snæbjörnsdóttir.

Snæbjörnsdóttir parou ao lado do local da injeção, pegou um pedaço de carbonato de cálcio cristalizado, conhecido aqui como o mastro islandês, e o ergueu contra a luz do sol. “Esta é a maneira da natureza de transformar dióxido de carbono em pedra, da maneira mais bela”, disse ela, enquanto pequenos reflexos de luz da rocha dançavam nas paredes ao seu redor.

“Uma vez que você mineraliza o dióxido de carbono, ele permanece lá para sempre.”