terça-feira, 2 de fevereiro de 2010

Captura e sequestro de CO2

Jornal da Ciência, 7 de janeiro de 2009. 

Captura e sequestro de CO2: desafio para o futuro, artigo de Antonio Pralon
 












“Diante dos altos custos requeridos para a captura, transporte e estocagem de CO2, resta saber até que ponto novos projetos de grande porte participarão do mercado de créditos de carbono, contribuindo efetivamente para o desenvolvimento sustentável dos países menos poluidores”

Antonio Pralon é professor da Universidade Federal da Paraíba e bolsista Capes em estágio pós-doutoral no Instituto Francês do Frio Industrial, em Paris. Artigo enviado pelo autor ao “JC e-mail”:

Uma das alternativas mais promissoras para reduzir as emissões de gás carbônico industrial e de centrais térmicas consiste na sua captura no local de produção e posterior armazenagem em camadas profundas do subsolo ou oceano. As outras são a melhoria do rendimento energético da geração termoelétrica e a substituição de combustíveis com alto teor de carbono (carvão e petróleo) por fontes renováveis de energia.

O CO2 recuperado na fonte de emissão pode ser transportado por gasodutos ou via marítima, mediante sua prévia liquefação, e, então, injetado em reservatórios geológicos (poços mortos de petróleo e aqüíferos salinos) ou oceânicos. Essa última alternativa tem sido objeto de pesquisa – especialmente nos Estados Unidos e no Japão – em razão de possíveis danos à fauna e flora marítimas, resultantes da acidificação da água pelo excesso de CO2. A capacidade total de estocagem geológica e oceânica é estimada entre 800 e 12.000 bilhões de toneladas.














 Nos países mais industrializados, os principais emissores de CO2 são usinas termoelétricas, siderúrgicas, refinarias e fábricas de cimento. Na Polônia, cerca de 95% da eletricidade é produzida a partir da queima de carvão, e em vários outros países esse índice é alto, como na Alemanha (~60%) e Estados Unidos (~50%).

As técnicas disponíveis e em desenvolvimento

As diferentes técnicas de captura existentes são elegíveis basicamente em função do tipo da fonte emissora e podem ser enquadradas em três grandes grupos: pós-combustão (captação do CO2 na fumaça após a queima do combustível), oxi-combustão (injeção de oxigênio para aumentar a concentração de CO2) e pré-combustão (principalmente na produção de gás de síntese).

A captura de CO2 requer procedimentos complexos devido, entre outros fatores, à sua baixa concentração nos efluentes gasosos. O gás carbônico é um dos produtos da combustão, além do vapor d’água, dióxido de enxofre, óxidos de nitrogênio e outros gases. A integração tecnológica e energética do processo de captação na fonte de emissão de CO2 tem sido objeto de pesquisa em vários países, visando reduzir custos operacionais e de investimento.












As principais técnicas em desenvolvimento são a absorção físico-química (lavagem dos gases pós-combustão com solventes orgânicos), a separação (uso de membranas minerais ou orgânicas) e a adsorção (uso de materiais adsorventes tais como o carvão ativado e a zeolita).

Atualmente, a técnica mais empregada é a da absorção com solventes a base de aminas, devido à larga experiência industrial com o uso desse procedimento. No entanto, numa escala de captura de CO2 planetária, a simples extrapolação desse método parece econômica e ambientalmente inviável, dada a quantidade de solvente consumida no processo.

Dados do CNRS (Centro Nacional de Pesquisa Científica, na sigla em francês) revelam que, para uma central de 300 MW, cerca de 6,5 toneladas de amina são consumidas por dia. Por outro lado, a captura de CO2 por separação está longe de tornar-se comercialmente viável, uma vez que as membranas mais eficientes ainda limitam-se aos laboratórios de pesquisa.

Assim, a adsorção apresenta-se como uma alternativa potencialmente viável para capturar CO2 em grande escala. Duas técnicas de adsorção têm sido investigadas: o ciclo térmico (similar ao ciclo de absorção) e o ciclo de pressão. Esse último é análogo ao procedimento usado na produção industrial de hidrogênio e tem a vantagem de não requerer substância auxiliar para o transporte de calor, ou seja, utiliza apenas energia mecânica de compressão.

A França se destaca na pesquisa dessa técnica aplicada à captura de CO2, tanto pelo desenvolvimento de novos materiais como no aprimoramento de ciclos térmicos e de pressão.

As técnicas de sequestro derivam da injeção de CO2, comumente usada na exploração de petróleo – via processo EOR (“Enhanced Oil Recovery”) – para aumento de sua produtividade. No Brasil, a Petrobras desenvolve vários projetos para a estocagem de carbono baseada nessa técnica.

Trabalhos apresentados na 9ª Conferência Internacional sobre Efeito Estufa e Tecnologias de Controle de Gás (GHGT-9, na sigla em inglês), ocorrida em Washington em novembro de 2008, mostram que problemas de logística (da compressão, transporte e injeção do CO2 no local de armazenagem) e de impacto ambiental ainda requerem estudos.

As grandes instalações piloto

Apenas algumas dezenas de instalações de captura e estocagem de carbono (CCS, na sigla em inglês) estão em funcionamento no mundo, mas sua disseminação parece inevitável no contexto da atual regulamentação das emissões de carbono, que deve tornar-se ainda mais restritiva após a próxima convenção mundial do clima, no final do ano em Copenhague.

Desde 1996 a Statoil, maior empresa de petróleo da Noruega, desenvolve projetos de CCS de grande porte, com instalações-piloto em plataformas de petróleo e gás no Mar do Norte, no Mar de Barents e na Argélia.












Em Esbjerg, Dinamarca, foi inaugurada no ano passado a maior instalação de CCS do mundo, financiada pela União Européia, através do projeto CASTOR (CO2 from Capture to Storage).

A empresa francesa Alstom firmou recentemente um acordo com a polonesa PGE para instalar até 2011 em Belchatow, Polônia, uma usina com capacidade para capturar 100 mil toneladas de CO2 por ano. Trata-se de uma tecnologia de captura avançada, baseada no uso de aminas, a custos energéticos bem menores do que as técnicas tradicionais de absorção. Outros três projetos-piloto da Alstom estão em curso na Alemanha, Suécia e Estados Unidos.

Perspectivas futuras

Para Ashleigh Hildebrand e Howard Herzog, do MIT (Massachusetts Institute of Technology), centrais elétricas equipadas com dispositivos de CCS tem custos iniciais 30 a 60% maiores, além de uma diminuição de eficiência na geração, o que implica num kWh final mais caro. Os dados constam do trabalho “Optimization of Carbon Capture Percentage for Technical and Economic Impact of Near-Term CCS Implementation at Coal-Fired Power Plants”, apresentado na GHGT-9.

Os autores do estudo defendem que a melhor estratégia para viabilizar a implantação em larga escala da tecnologia de CCS é proceder por etapas, o que significa equipar as usinas progressivamente, em termos de capacidade de captura de CO2.

Na ótica dos pesquisadores do MIT, a idéia predominante de que a captação total de CO2 na fonte de emissão torna-se economicamente vantajosa em larga escala está equivocada. Eles afirmam que procedimentos de captura parcial permitem reduzir a emissão de CO2 em centrais a carvão a níveis equivalentes aos de centrais a gás, com custos de investimento bem inferiores e menor perda de eficiência.

Segundo dados da companhia francesa Gaz de France – que opera diversas instalações piloto na Europa – os custos atuais de captura de CO2 para uma central termoelétrica de 500 MW variam entre 30 e 60 euros por tonelada, dependendo da tecnologia adotada.

Considerando que as emissões termoelétricas e industriais respondem por cerca de um terço do total de emissões antrópicas de gás carbônico (~23 bilhões de toneladas por ano), a implantação generalizada de sistemas de CCS representaria cifras econômicas consideráveis. A agência de consultoria global McKinsey estima para 2030 uma redução equivalente a 15% da taxa atual de emissões mundiais, com a implantação em larga escala desses sistemas.

Diante dos altos custos requeridos para a captura, o transporte e a estocagem de CO2, resta saber até que ponto novos projetos de grande porte participarão do mercado de créditos de carbono, contribuindo efetivamente para o desenvolvimento sustentável dos países menos poluidores.

3 comentários:

  1. parabens por esse projeto do ar condicio=nado solar é disso que o mundo precisa

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  2. se conseguissemos creiar uma termoeletrica em um campo de pçetroleo e usassemos o gas carbono para pressurizar o reservatorio
    de petroleo poderiamos diminuir o custo e possivelmente tornar o processo mais viavel

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