Utilização de carbono: O que podemos fazer com o CO₂ capturado?

18 minute read

Atualizado em

E se pudéssemos utilizar com segurança o CO₂ que capturamos em vez de armazená-lo no subsolo?

A maioria do CO₂ que capturamos será armazenado no subsolo. Mas e se pudéssemos empregá-lo em outra coisa?

Quais são algumas das formas de se usar o CO₂?


Como podemos utilizar o CO₂ capturado?

Assim como os metais, minerais e madeira, o CO₂ pode ser usado como um recurso industrial!. A utilização de CO₂ capturado através de tecnologias de captura de carbono pode torná-las mais lucrativas e competitivas, aumentando, consequentemente, a sua aplicação nos setores industriais. Além disso, ao usar CO₂ capturado, os custos de criação e manutenção de locais de armazenamento serão também reduzidos. De fato, o mercado de utilização de CO₂ capturado tem o potencial de atingir bilhões de dólares.

Terrinha chique como vendedora de CO₂

Para determinados processos industriais, a utilização de CO₂ capturado poderia torná-los menos poluentes. Quanto se poderia reduzir o potencial de aquecimento global (PAG) desses processos ao usar CO₂ capturado?


Onde podemos utilizar o CO₂ capturado?

Uma vez que o CO₂ é capturado, através dos caminhos descritos nos capítulos anteriores, ele pode ser usado de diversas formas. Desde o início do século 20, temos utilizado o CO₂ diretamente em várias aplicações industriais:

Bebidas gasosas: sob alta pressão, o CO₂ pode ser forçado a se dissolver na água. É isso que faz o seu refrigerante borbulhar. Quanta pressão você acha que é necessária para fazer com que o CO₂ se dissolva em água?


Alimentos em conserva: o CO₂ sólido (gelo seco) é também usado na refrigeração e no armazenamento congelado de alimentos, como o sorvete e a carne.

Produção de fertilizante: o CO₂ pode ser usado na fabricação de minerais e fertilizantes, como a uréia, para fornecer às plantas o nitrogênio que necessitam para crescer.

Quem diria que poderíamos usar o CO₂ para tantas coisas

Recuperação avançada de petróleo (EOR, da sigla em inglês): embora seja uma prática polêmica, o CO₂ pode ser usado na extração de petróleo bruto de um depósito de petróleo que não poderia ser extraído de outra forma (devido à dificuldade de acesso), como uma forma de maximizar as reservas de petróleo que podem ser recuperadas. O processo funciona através da injeção de CO₂ nos reservatórios petrolíferos esgotados.

Por que a injeção de CO₂ auxiliaria na extração de petróleo bruto?


A utilização desse método para a extração do petróleo restante poderia prevenir mais explorações e perfurações, à medida que avançamos para um mundo neutro em emissões de carbono.

Usando CO₂ para extrair petróleo com maior eficiência

O CO₂ necessário para esses processos de utilização é normalmente obtido através de um derivado de outras operações industriais, como a decomposição de calcário ou a fabricação de gás hidrogênio.

Uso mundial do CO₂:

Atualmente, utilizamos cerca de 120 toneladas de CO₂ por ano para essas aplicações, enquanto emitimos cerca de 36 000 toneladas de CO₂ na atmosfera devido a todas as nossas outras atividades. As tecnologias de captura de carbono visam à remoção de uma parte do excesso de CO₂ emitido para a atmosfera, e a utilização do carbono possibilita que esse CO₂ capturado seja usado nos processos industriais mencionados acima.

A nossa utilização de CO₂ não é muito equilibrada

Uma nova classe de produtos e materiais, que utilizam o CO₂ capturado de formas inovadoras e não tradicionais, está sendo desenvolvida. Globalmente, foram criadas várias organizações e programas que promoveram a inovação na utilização de CO₂ capturado, tais como a NRG COSIA Carbon XPRIZE e a Iniciativa Global de CO₂[global xprize].

Quais outros produtos poderíamos fazer com o CO₂?


Como podemos transformar quimicamente o CO₂ em produtos mais úteis?

Conversões químicas de CO₂ podem produzir combustíveis, produtos químicos, plásticos e outras commodities úteis através de diferentes \negrito{percursos catalisadores} (reações que envolvem a atividade de um catalisador). Um catalisador é algo que acelera o ritmo de uma reação sem ser consumido no processo. Normalmente, são necessários percursos catalisadores para a conversão de CO₂, uma vez que ele é uma molécula estável e de baixa energia, que exige uma grande quantidade de energia para ser convertida em outros produtos. Usar um catalisador pode compensar parte da energia necessária para a conversão desejada, como mostrado pela seguinte figura.

A utilização de um catalisador reduz a energia necessária para converter CO2

Os percusos catalisadores podem tomar diferentes formas. Aqui estão alguns exemplos:

Conversão eletroquímica: esse percurso, conhecido como eletrólise, utiliza eletricidade e catalisadores para reduzir o CO₂ em produtos químicos úteis como o metano, metanol e combustíveis de hidrocarbonetos neutros em carbono. A seguinte reação mostra como o metano pode ser produzido através desse percurso:

O uso da conversão eletroquímica para produzir metano

Conversão fotoquímica: esse percurso imita o processo natural de conversão de CO₂ (fotossíntese) em produtos químicos úteis usando células eletroquímicas (dispositivos que geram eletricidade através de reações químicas). Aqui, a energia solar é utilizada ao lado de um catalisador para fornecer a energia necessária para a conversão de CO₂.

Conversão termoquímica e hidrogenação: esse percurso usa a entrada de calor e um catalisador para reduzir as moléculas de CO₂. Isso implica a combinação do hidrogênio com o CO₂ para formar as substâncias químicas ou combustíveis desejados. Por exemplo, a reação seguinte mostra como o metanol (um álcool e fonte de combustível) pode ser feito:

O uso da conversão termoquímica para produzir metanol

É importante assegurar que o hidrogênio utilizado para essa reação é obtido através da eletrólise, usando energia de fontes renováveis. Hoje em dia, a maior parte do hidrogênio provém do gás natural e é, na verdade, responsável por 2% das emissões globais de gases de efeito estufa. Para ler mais sobre o assunto, confira nosso capítulo sobre o hidrogênio no nosso curso de energia.

Podemos converter CO₂ através de processos biológicos?

Sim! Esse percurso é semelhante à conversão fotoquímica devido à forma como transforma CO₂ em combustíveis. Entretanto, a conversão biológica utiliza organismos biológicos que produzem o seu próprio alimento a partir da luz, da água ou de outras substâncias químicas (por exemplo, algas ou bactérias) em vez de células eletroquímicas. Esses organismos transformam CO₂ em produtos químicos por meio da fotossíntese e de processos metabólicos naturais.

Atualmente, LanzaTech desenvolveu um percurso de conversão biológica que utiliza atividade microbiana para converter CO₂ do escape industrial em produtos químicos como o etanol, um álcool.

Conversões biológicas de CO₂ em combustível

Existem outros meios de conversão do CO₂?

O último percurso sobre o qual falaremos é chamado mineralização. Ele converte CO₂ para uma forma mais estável de carbono, tipicamente um carbonato, que pode, então, ser usado para fazer materiais úteis.

Por exemplo, o CO₂ capturado pode ser misturado com concreto úmido em um processo conhecido por cura com CO₂. Isso armazena permanentemente o CO₂ como mineral no produto de concreto. Essa tecnologia é fácil de instalar nas máquinas de produção atuais e tem custos relativamente baixos. Na verdade, várias empresas, como a CarbonCure e a Carbon Upcycling Technologies incorporaram alguma forma desse processo nas suas misturas de concreto e de cimento.

Há muita coisa que podemos fazer com CO₂

Por que não podemos simplesmente usar todo o CO₂ que capturamos?

Se existem todos esses caminhos possíveis, por que ainda temos que armazenar CO₂ em reservatórios geológicos?


O nível de utilização de CO₂ como um recurso industrial é muito pequeno em comparação com a quantidade de CO₂ produzido por todo o setor industrial. Consequentemente, a demanda global por produtos químicos e materiais que utilizam CO₂ não pode satisfazer a quantidade de CO₂ que precisa de ser capturada e utilizada. É por isso que a maior parte do CO₂ que capturamos ficará armazenada.

Da mesma forma, a pesquisa necessária para o desenvolvimento de percursos de utilização de CO₂ ainda está em andamento, e a maioria das tecnologias e empresas que trabalham em novas formas de utilizá-lo ainda se encontram em uma escala de demonstração. Isso significa que essas tecnologias não podem ser plenamente desenvolvidas em escala suficiente a tempo de atenuar as mudanças climáticas.

Por fim, precisamos garantir que o processo de utilização do carbono seja, pelo menos, neutro em termos de emissões de carbono, se não negativo. A construção desses caminhos requer muita pesquisa e experimentação, além de recursos financeiros. Em compensação, sabemos que o armazenamento de CO₂ em formações rochosas durará muito tempo e terá um custo relativamente barato.

O CO₂ no solo está seguro durante muito tempo

Embora várias empresas e organizações tenham investido em novos caminhos para a utilização de CO₂, existem ainda muitas barreiras políticas que impedem esses percursos de atingir a sua escala potencial.

Existem várias barreiras de percepção à utilização de produtos derivados da captura de CO₂, já que vez muitos temem que a utilização do CO₂ apenas aumente a nossa dependência de combustíveis fósseis. No entanto, empresas que estão trabalhando no desenvolvimento de produtos derivados dessa captura argumentam que a dependência de combustíveis fósseis não seria uma questão, uma vez que temos outros meios de capturá-lo que não envolvem a queima dos mesmos.

Como poderia ser a captura, utilização e armazenamento de carbono (CCUS) no futuro?

Futuramente, o desenvolvimento de “centros" de CCUS em áreas industriais com infra-estruturas de transporte e armazenamento compartilhados permitirá a redução do custo das instalações que incorporam a captura de carbono em processos de produção.

Atualmente, com grande parte do mundo ainda dependente de combustíveis fósseis, é pouco provável que iremos assistir a uma transição em larga escala para as energias renováveis em breve. Como tal, a necessidade de CCUS irá provavelmente aumentar.

Entretanto, a redução da fonte de emissões é sempre o objetivo final. Enquanto tentamos descarbonizar urgentemente as nossas fontes de energia, capturar o carbono na fonte e retirá-lo da atmosfera proporciona um mecanismo paliativo. Ganha-se tempo enquanto o desenvolvimento de tecnologias energéticas com baixas emissões de carbono, eficientes e renováveis continua.

Próximo Capítulo