Da revista Science
Esquemas para usar energia renovável para processar a água do mar podem ser mais baratos e mais fáceis do que a captura de ar
Todos os anos, centenas de navios porta-contêineres deslizam para o Porto de Los Angeles, o mais movimentado do Hemisfério Ocidental. Ofertando dióxido de carbono (2CO2), eles entregam cerca de US $ 300 bilhões em mercadorias para caminhões e vagões que adicionam sua própria poluição ao nosso planeta em aquecimento.
Mas uma longa barcaça cinza atracada no porto está fazendo sua parte para combater as mudanças climáticas. Na barcaça, que pertence à Captura, uma startup de Los Angeles, há um sistema de tubos, bombas e recipientes que ingere água do mar e suga CO 22, que pode ser usado para fazer plásticos e combustíveis ou enterrado. A água do mar descarbonada é devolvida ao oceano, onde absorve mais CO 2 da atmosfera, em um pequeno ataque contra o aumento inexorável do gás de efeito estufa.
Depois de um experimento de um ano com a barcaça, que é projetada para capturar 100 toneladas de CO 2 por ano, a Captura planeja abrir uma instalação de 1000 toneladas por ano na Noruega que enterrará o CO 2 capturado em formações rochosas sob o Mar do Norte. A Equatic, outra startup sediada em Los Angeles, está lançando uma planta de captura de CO 2 de 3650 toneladas por ano este ano em Cingapura, e outras empresas também estão planejando demonstrações.
Embora esses empreendimentos de captura oceânica implantem diferentes processos químicos, a maioria é projetada para usar eletricidade renovável para extrair CO 2 da água do mar. “Estamos meio que fazendo o inverso da queima de combustíveis fósseis”, diz Nicholas Ward, oceanógrafo do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico, que está trabalhando com a Ebb Carbon, uma startup com sede na Califórnia. “Estamos acelerando a taxa que o oceano pode absorver em dióxido de carbono.”
Os defensores dizem que a captura de CO 2 do oceano deve ser mais fácil e mais barata do que uma abordagem aparentemente mais direta: agarrá-lo diretamente do ar. A captura direta de ar, que depende de ventiladores para varrer o ar produtos químicos absorventes, atualmente custa entre US $ 600 e US $ 1.000 por tonelada de CO 2 removido, em grande parte porque o CO2 atmosférico é tão diluio, compõe menos de 0,05% do ar em volume. Os oceanos da Terra, em contraste, mantêm o gás em uma concentração quase 150 vezes maior e absorvem cerca de 30% de todas as emissões de CO2 por ano.
Como a água do mar concentra o CO 2 naturalmente, “é muito mais eficiente trabalhar com o oceano”, diz Ruben Brands, CEO da SeaO2, uma empresa holandesa de captura de carbono oceânico. As empresas dizem que devem ser capazes de capturar CO 2 a US $ 100 por tonelada, ou menos, encontrando um US. Alvo do Departamento de Energia para 2032.
Algumas startups estão tentando aproveitar o oceano adicionando rochas alcalinas diretamente nos mares para promover a conversão de CO2 em íons de bicarbonato, o que ajuda o oceano a reter o carbono. Outros estão enterrando matéria orgânica no oceano profundo. Mas a captura oceânica está se movendo mais rápido do que outras abordagens de remoção de CO2 oceânico, diz Sifang Chen, responsável pela ciência e consultoria de inovação do Carbon 180, um grupo ambientalista que rastreia os esforços de remoção de carbono do oceano.
Como desviar carbono dos mares
Os oceanos da Terra naturalmente concentram dióxido de carbono (2C02) da atmosfera. Para extraí-lo, a Captura, uma startup da Califórnia, usa eletricidade renovável para mudar a química da água. O CO 2 borbulha e depois é capturado e armazenado sob o fundo do mar. A água processada é devolvida ao oceano, onde pode absorver mais CO 22.
Isso ocorre em parte porque os sistemas geralmente podem ser aparafusados em estações de dessalinização, instalações de tratamento de águas residuais e outras grandes infraestruturas de processamento de água. “A tecnologia é escalável”, diz Erika La Plante, geoquímica da Universidade da Califórnia, Davis, que também lidera os esforços de monitoramento e verificação de remoção de carbono da Equatic.
O processo da Captura começa pela tubulação da água do mar para um reator que usa eletricidade para dividir algumas das moléculas de água em prótons carregados positivamente e íons hidroxila carregados negativamente. Esses compostos reagem com íons de sódio e cloreto na água para produzir ácido clorídrico e hidróxido de sódio, uma base. O ácido reage com íons de bicarbonato na água, fazendo com que o CO 2 borbulha em um tanque de armazenamento. A base é então adicionada à água do mar, neutralizando o ácido antes que o efluente seja descarregado de volta para o oceano, pronto para absorver mais CO 2 (ver gráfico, à direita). Oldham diz que o processo não adiciona nada ao ambiente oceânico que ainda não estivesse lá. “Nossa única saída é CO 2 e água descarbonizada.”
O Equatic toma uma abordagem diferente, embora seu processo também comece com um reator alimentado por eletricidade que converte a água do mar em ácidos e bases. Rochas alcalinas são adicionadas para neutralizar o ácido, enquanto a base faz com que o CO2 dissolvido forme bicarbonato e cutuca os íons de magnésio e cálcio para precipitar como carbonatos sólidos, removendo o CO 22. Os carbonatos podem ser usados como ingredientes para cimento e outros produtos industriais, e o reator também produz gás hidrogênio, uma valiosa fonte de energia verde e CO 22. No ano passado, a Boeing fechou um acordo de 5 anos e US $ 50 milhões com a Equatic para comprar 62 mil toneladas de CO2 e 2100 toneladas de hidrogênio para produzir combustível de aviação sustentável.
Um desafio para todas essas abordagens é determinar exatamente quanto CO 2 a água descarbonada absorve e a que taxa, números críticos para a venda de créditos de carbono para empresas que buscam compensar suas emissões. Para evitar essa incerteza, a Equatic planeja canalizar sua água do mar de CO 2 para o topo de uma torre de resfriamento de 13 metros de altura e deixá-la pelo ar, onde absorve o CO2 atmosférico de uma maneira que pode ser medida com precisão antes de ser devolvida ao oceano.
Ainda assim, as taxas de absorção variam com base em onde a água é descarregada, com que ela se mistura com a água circundante e se os processos naturais a empurram para o fundo do oceano, onde não pode interagir com a atmosfera, observa Chen. “Isso torna a seleção de sites uma parte realmente importante desse processo”, diz ela.
Os defensores da captura de oceanos estão buscando mais apoio do governo. Nos Estados Unidos, as usinas de captura de ar direto ganham um crédito fiscal de US $ 180 por tonelada de 2CO2 sequestrado. Os esforços de captura do Ocean CO 2 atualmente não se qualificam. “Um incentivo fiscal semelhante para a remoção de CO2 à base de água é absolutamente necessário”, diz Dan Deviri, CEO da CarbonBlue, uma startup com sede em Israel.
Mesmo que a tecnologia decolar, ela terá que aumentar maciçamente para fazer um impacto na compensação das emissões globais. De acordo com o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, até 2050 os esforços de remoção de carbono necessários para remover cerca de 5 bilhões de toneladas de CO 2 por ano para limitar o aumento da temperatura global a 1,5oC. Até agora, as empresas de captura oceânica estão retirando apenas milhares de toneladas. Matthew Eisaman, físico da Universidade de Yale e cientista-chefe da Ebb Carbon, diz: “Temos um enorme desafio pela frente”.
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