Por que a nova tecnologia de captura de CO₂ não é a bala mágica contra as mudanças climáticas

Por que a nova tecnologia de captura de CO₂ não é a bala mágica contra as mudanças climáticas Se fosse assim tão fácil. Olivier Le Moal / Shutterstock

De acordo com um dos principais DenunciarSe quisermos limitar o aumento da temperatura a 1.5 ° C e evitar os efeitos mais catastróficos da mudança climática, precisamos reduzir as emissões globais de CO₂ para zero líquido pelo 2050. Isso significa eliminar o uso de combustível fóssil rapidamente - mas para atenuar essa transição e compensar as áreas em que atualmente não há substituição de combustíveis, precisamos remover ativamente o CO₂ da atmosfera. Plantio de árvores e rewilding são um Grande parte desta solução, mas é altamente provável que precisemos de mais assistência tecnológica para evitar a quebra do clima.

Assim, quando surgiram notícias recentes de que a empresa canadense Carbon Engineering utilizou alguma química bem conhecida para capturar o CO₂ da atmosfera a um custo de menos de US $ 100 por tonelada, muitas fontes de mídia saudaram o marco como um marco. bala mágica. Infelizmente, a grande figura não é tão simples. Verdadeiramente inclinar a balança de fonte de carbono para sumidouro de carbono é um negócio delicado, e nossa visão é que os custos de energia envolvidos e prováveis ​​usos do CO captured capturado significam que a “bala” da Carbon Engineering não é mágica.

Dado que o CO₂ representa apenas 0.04% das moléculas no nosso ar, capturá-lo pode parecer uma maravilha tecnológica. Mas os químicos vêm fazendo isso em pequenas escalas desde o século 18, e isso pode até ser feito - embora de maneira ineficiente - com suprimentos da loja de ferragens local.

Como os estudantes de química do ensino médio saberão, o CO₂ reage com o limewater (solução de hidróxido de cálcio) para dar o carbonato de cálcio insolúvel branco leitoso. Outros hidróxidos capturam o CO₂ da mesma maneira. O hidróxido de lítio foi a base do Absorvedores de CO₂ que manteve os astronautas no Apollo 13 vivos, e o hidróxido de potássio captura CO2 tão eficientemente que pode ser usado para medir o conteúdo de carbono de uma substância queimada. O aparato 19th século usado neste último procedimento ainda apresenta no logotipo da American Chemical Society.

Infelizmente, isso não é mais um problema de pequena escala - agora precisamos capturar bilhões de toneladas de CO₂, e rápido.

A técnica da Carbon Engineering é a química dos hidróxidos no seu melhor. Em sua planta piloto na Colúmbia Britânica, o ar é puxado por grandes ventiladores e exposto ao hidróxido de potássio, com o qual o CO₂ reage para formar o carbonato de potássio solúvel. Esta solução é então combinada com hidróxido de cálcio, produzindo carbonato de cálcio sólido e facilmente separável, juntamente com a solução de hidróxido de potássio, que pode ser reutilizada.

clima O carbonato de cálcio pode ser usado como fertilizante do solo. Luar nórdico / Shutterstock

Esta parte do processo custa relativamente pouca energia e seu produto é essencialmente calcário - mas fazer montanhas de carbonato de cálcio não resolve o nosso problema. Embora o carbonato de cálcio tenha usos na agricultura e na construção, esse processo seria muito caro como fonte comercial. Também não é uma opção prática para o armazenamento de carbono financiado pelo governo devido às enormes quantidades de hidróxido de cálcio que seriam necessárias. Para ser viável, a captura direta de ar precisa produzir CO concentrated concentrado como seu produto, que pode ser armazenado ou colocado em uso com segurança.

Assim, o carbonato de cálcio sólido é aquecido a 900 ° C para recuperar CO₂ puro. Este último passo requer uma grande quantidade de energia. Na usina a gás natural da Carbon Engineering, todo o ciclo gera meia tonelada de CO₂ para cada tonelada capturada do ar. A usina captura esse CO₂ extra e, é claro, poderia ser alimentada por energia renovável para um balanço de carbono mais saudável - mas o problema do que fazer com todo o gás capturado permanece.

A empresa suíça de start-ups Climeworks está usando o CO₂ capturado de ajudar a fotossíntese e melhorar o rendimento das culturas nas estufas próximas, mas até agora o preço está longe de ser competitivo. O CO₂ pode ser obtido em outro lugar por apenas um décimo da linha de fundo $ 100 da Carbon Engineering. Há também maneiras muito mais baratas para os governos compensarem as emissões: é muito mais fácil capturar CO₂ na fonte de emissão, onde a concentração é muito maior. Portanto, é provável que essa tecnologia interesse principalmente as indústrias de alta emissão que podem se beneficiar do CO₂ com credenciais verdes.

Por exemplo, um dos principais investidores na tecnologia de captura da Carbon Engineering é a Occidental Petroleum, uma das principais Recuperação de óleo aprimorada métodos. Num desses métodos, o CO2 é bombeado para poços de petróleo para aumentar a quantidade de óleo bruto que pode ser recuperado, graças ao aumento da pressão do poço e / ou melhoria das características de fluxo do próprio óleo. No entanto, incluindo o custo de energia de transportar e refinar esse óleo extra, usar a tecnologia dessa maneira provavelmente aumentará as emissões líquidas, não as diminuirá.

Outra chave falada das operações da Carbon Engineering é a sua Ar para Combustíveis tecnologia, na qual CO₂ é convertido em combustível líquido combustível, pronto para ser queimado novamente. Teoricamente, isso fornece um ciclo de combustível neutro em carbono, desde que cada etapa do processo seja alimentada com energia renovável. No entanto, mesmo esse uso ainda está muito longe de uma tecnologia de emissões negativas.

Estruturas metal-orgânicas são sólidos porosos capazes de capturar CO₂.

Existem alternativas promissoras no horizonte. Estruturas metal-orgânicas são sólidos esponjosos que comprimem a área de superfície de CO₂ equivalente de um campo de futebol tamanho de um cubo de açúcar. O uso dessas superfícies para captura de CO₂ exige muito menos energia - e as empresas começaram a explorar seu potencial comercial. No entanto, a produção em larga escala não foi aperfeiçoada, e questões sobre sua estabilidade de longo prazo para projetos sustentados de captura de CO mean significam que seu alto custo ainda não é merecido.

Com poucas chances de que as tecnologias ainda em laboratório estejam prontas para a captura em escala de gigatoneladas na próxima década, os métodos empregados pela Carbon Engineering e pela Climeworks são os melhores que temos atualmente. Mas é importante lembrar que eles não estão nem perto da perfeição. Teremos que mudar para métodos mais eficientes de captura de CO₂ assim que formos capazes. Como o próprio fundador da Carbon Engineering, David Keith aponta, as tecnologias de remoção de carbono são exageradas pelos formuladores de políticas e receberam até agora um financiamento de pesquisa “extraordinariamente pequeno”.

Em termos mais gerais, devemos resistir à tentação de ver a captação direta de ar como uma bala mágica que nos salva de ter que lidar com nosso vício em carbono. Reduzir ou neutralizar a carga de carbono no ciclo de vida dos combustíveis de hidrocarbonetos pode ser um passo em direção às tecnologias de emissões negativas. Mas é apenas isso - um passo. Depois de estar no lado errado do livro de contabilidade de carbono por tanto tempo, já passou da hora de olhar para além de apenas quebrar mesmo.

Sobre o autor

Chris Hawes, professor de Química Inorgânica, Keele University

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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