Diante da emergência climática, pesquisadores investigam cada vez mais técnicas para sequestrar o dióxido de carbono (CO2), principal responsável pelo efeito estufa. Uma das principais estratégias no mundo tem sido capturá-lo nos processos de produção de bens de consumo, energia e indústrias, para armazená-lo em outros espaços, como no fundo do mar, solo ou rochas. O ponto positivo desses projetos de Captura e Armazenamento de Carbono (CCS -Carbon Capture and Storage, na sigla em inglês) é que eles conseguem atuar em fontes com alta concentração de CO2. Cenário diferente encontra-se ao tentar sequestrar quando ele já está na própria atmosfera – processo que requer muito mais energia.
A Agência Internacional de Energia (IEA), vinculada à Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE), enxerga o papel da CCS na redução das emissões cumulativas nas próximas décadas. É necessário sair da capacidade de captura atual, de cerca de 40 milhões de toneladas por ano, para uma média de sequestro estimada em 10,4 gigatoneladas em 2070. De acordo com a estimativa da IEA, a indústria de CCS pode gerar impacto econômico total de £ 200 bilhões entre 2020 e 2050 e criar 15 mil novos empregos em todo o mundo. Hoje, a maior parte dos projetos está na Europa e nos EUA.
Em setembro, na Islândia, a empresa ClimeWork ligou a Orca, a maior indústria de captura direta de carbono do ar e armazenamento. Oito contentores gigantes retiram o dióxido de carbono da atmosfera, filtram para retirar outros gases, aquecem o material a 100 ºC, misturam com água e injetam no solo. A capacidade é para 4 mil toneladas de CO2 por ano.
No Brasil, uma das apostas é a captação durante a produção do etanol, onde o CO2 é captado com quase 100% de pureza, reduzindo a necessidade de purificá-lo, como faz a Orca. Essa captura na produção pode resultar em emissão negativa, e melhorar consideravelmente a exportação do biocombustível.
Diretor-geral e científico do Research Centre for Greenhouse Gas Innovation (RCGI), Julio Meneghini destaca o “Programa Hidrogel” como uma das inovações com maior potencial disruptivo. A aposta é captar nas fontes com alta concentração de dióxido de carbono para fabricar o ácido oxálico. Assim, será possível diluí-lo em hidrogel e aplicá-lo no solo. Carlos Eduardo Pellegrino Cerri, professor da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ/USP), explica que o hidrogel tem potencial para melhorar os atributos físicos, químicos e biológicos do solo em sistemas agrícolas, de pecuária e de silvicultura.
Um dos desafios é justamente criar o ácido oxálico e reatores que façam a função esperada. “Se usar esse CO2 para a produção do ácido oxálico, você aumenta o ciclo de vida do carbono e melhora, não apenas a agricultura e o reflorestamento, como o próprio etanol, que será ainda mais verde”, ressalta ele. As técnicas de inovação em investigação no RCGI são patrocinadas pela Shell e pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), com cerca de R$ 63 milhões. Mais de 400 pesquisadores atuam no local. “O que buscamos saber é o quanto do carbono do hidrogel ficará estabilizado no solo em condições tropicais”, detalha o professor Cerri.
Os primeiros resultados da pesquisa devem sair em três anos. Desde 1997 debruçado em pesquisa de emissão de CO2 e caracterização do solo, o docente Newton La Scala Júnior, da Unesp câmpus de Jaboticabal, ressalta a importância de favorecer o acúmulo do dióxido de carbono no solo a partir das práticas agrícolas. Isso porque a agricultura é apontada como uma das principais causadoras do aquecimento global por liberar os gases de efeito estufa.
Mar e litoral como sumidouros
Para Marcelo Soares, professor do Instituto de Ciências do Mar (Labomar/UFC), é preciso valorizar mais a capacidade do mar e do litoral atuarem como sumidouro, o chamado carbono azul. O professor explica que um hectare de manguezal absorve quase duas vezes a quantidade absorvida por área de mesmo tamanho na Floresta Amazônica. Ao destruir 1 hectare do manguezal, a emissão de CO2 é dez vezes maior que na floresta.
Esse bioma, assim como as áreas de salinas degradadas no Nordeste Brasileiro, precisam ser restaurados e valorizados, defende Marcelo. “É uma alternativa barata e de muito potencial”, pontua ao listar países como Colômbia, México, Indonésia e Tailândia, que têm mecanismos que contemplam o financiamento de plantio de manguezais. O biólogo defende também a utilização das microalgas marinhas e de fitoplâncton para captura de dióxido de carbono.
O único projeto de CCS autorizado no Brasil é justamente em alto-mar (offshore). A iniciativa da Petrobras está em execução desde 2014 e é a terceira maior operação do tipo no mundo. Em uma década, a redução foi de 40% de emissão de gases de efeito estufa para cada barril produzido. A solução injeta CO2 em rochas e potencializa a capacidade de extração de petróleo. Até 2019 foram 14,4 milhões de toneladas de dióxido de carbono reinjetados. A meta é chegar em 2025 com 45 milhões de toneladas.
Investigações de Nathália Weber e outros pesquisadores do RCGI estão na mesma linha de uma das principais apostas de CCS no mundo: a mineralização de carbono. Estima-se potencial de captura e armazenamento na ordem de 2 a 4 gigatoneladas de CO2 por ano. “É muito mais difícil que ele (CO2 mineralizado) retorne à atmosfera, o que torna o processo de armazenamento de carbono ainda mais seguro.” O estudo é focado em formação de rochas de arenitos na Bacia do Paraná.
O potencial de armazenamento nesse local também abre brecha para estudos em formações de folhelhos, outra linha de Nathália. A doutoranda cita que essas rochas têm a capacidade não só de armazenar, mas também de reter o dióxido de carbono na própria camada. Pesquisas nesse sentido foram impulsionadas após o desenvolvimento de técnicas nos EUA que permitem a produção em larga escala do gás natural ali retido. “Essas formações são muito estratégicas por estarem dentro da Bacia do Paraná, que abrange Sul, Sudeste e uma pequena parte do Centro-Oeste. Essas são regiões que têm alta densidade de emissões de CO2.”
Inteligência artificial é aliada
Além de estabelecer a regulação no Brasil, o diretor científico do RCGI, Julio Meneghini, diz que ainda é preciso avançar mais rápido no uso de inteligência artificial e machine learning. “Só assim você vai descobrir novos materiais que sejam capazes de ativar as reações desejadas.” Neste sentido, a IBM está usando IA para desenhar estruturas moleculares e obter uma melhor membrana de separação de gás. Além disso, há computação em nuvem para realizar simulações de injeção de dióxido de carbono e armazenamento geológico.
Em especial, uma aposta para a academia está em curso: o Hub de Conhecimento de CO2. A plataforma poderá ser alimentada e representar milhares de artigos técnicos para acelerar a descoberta de materiais e ferramentas computacionais e experimentais para analisar e avaliar grandes quantidades de materiais adsorventes. Quanto aos desafios, Mathias Steiner, gerente de Tecnologia e Ciência Industrial de IBM Research Brasil, diz que é preciso otimizar as ferramentas e torná-las ainda mais robustas. “O desafio é testar, validar e aumentar a prontidão do aplicativo com tempos de resposta mais curtos.”
4 PERGUNTAS PARA...
Edmilson Moutinho dos Santos, professor do Instituto de Energia e Ambiente da USP e coordenador do grupo de Advocacy do RCGI
O que falta para uma regulação da Captura e Armazenamento de Carbono (CSS) no Brasil?
Há um projeto encaminhado ao Ministério (de Minas e Energia) do qual somos mentores da primeira minuta. É um assunto muito novo. As pessoas ainda estão entendendo do que se trata. Envolve elementos constitucionais, contabilidade, necessidade de garantir que o que for capturado fique guardado para sempre. Há um grupo de trabalho para discutir com a sociedade, já ouviram o setor de carvão e de tecnologia, por exemplo.
Há estimativas de quantas atividades podem ser executadas em caso de regulação no Brasil? Quais regiões têm maior potencial?
Existem boas oportunidades, do ponto de vista de oportunidades físicas. Mas não sei se existem oportunidades econômicas agora. Um deles é o Piloto Cubatão-Merluza. É uma plataforma da Petrobrás desativada, mas ainda está lá. Onde tem um gasoduto ligando à plataforma com o polo de Cubatão. Outro é relacionado ao BECCS (Bioenergia para Captura e Armazenamento de Carbono). Onde podemos ligar a produção de CO2 das usinas de álcool com os campos da Bacia do Paraná. Cidades do interior de São Paulo podem ser beneficiadas.
Como está a percepção da população em relação às práticas de CCS e aos limites no trato com a natureza ao injetar, por exemplo, carbono em rochas?
Um dos nossos projetos é fazer estudos de percepção pública. Não há ainda percepção porque há um desconhecimento total. Porém, quando começamos a falar de subsolo já começam as polêmicas. Por isso, é necessário muito tato ao discutir o assunto.