Estocagem de CO2 pode ser a saída para frear aquecimento

Emissão de dióxido de carbono em uma indústria na Polônia, um dos maiores poluidores da Europa. O armazenamento desse gás no subsolo pode livrar a atmosfera de milhões de toneladas de CO2 a cada ano (foto: Marcin Rybarczyk).

Alternativa subterrânea – O armazenamento geológico de dióxido de carbono – um dos principais gases responsáveis pelo efeito-estufa associado ao aquecimento global – tem sido cada vez mais apontado como uma solução para deter as mudanças climáticas. Embora a maioria dos especialistas defenda essa alternativa, o armazenamento de CO2 no subsolo ainda suscita polêmica. Interessada em oferecer a seus leitores um panorama sobre o assunto, a CH On-line foi a campo ouvir o que dizem os pesquisadores.

“A ideia é capturar CO2 de grandes fontes industriais (refinarias de petróleo, indústrias de cimento, mineradoras, vidrarias, siderúrgicas e outras) antes de sua entrada na atmosfera e armazená-lo muitos metros abaixo do solo, em formações geológicas seguras, onde ficaria preso por longo período, de pelo menos 500 anos”, explica John Bradshaw. Esse geólogo australiano é chefe-executivo do Greenhouse Gas Storage Solutions – subsidiária de uma empresa de consultoria petrolífera – e um dos cientistas do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC). Matéria de Luan Galani, Especial para a CH On-line / PR.

Cerca de um terço das emissões de CO2 de origem humana vem de combustíveis fósseis usados para gerar eletricidade em indústrias. Se injetado em algumas das maiores fontes desses combustíveis, como camadas de carvão e campos de gás e petróleo, a atmosfera se veria livre de milhões de toneladas de CO2 por ano.

“Mas não é possível armazenar o CO2 que já está no ar. Nessa fase ele está pouco concentrado e provém de inúmeras pequenas fontes espalhadas”, ressalta o geólogo João Marcelo Ketzer, coordenador do Centro de Excelência em Pesquisa sobre Armazenamento de Carbono, que resultou de uma parceria da Petrobras com a Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS). A injeção de dióxido de carbono no subsolo não soluciona, portanto, o crescente problema da emissão de CO2 por meios de transporte.

“O volume de CO2 que geramos é tão grande que precisamos pensar em diferentes modos de reduzir as emissões”, diz John Bradshaw. Segundo ele, os projetos de sequestro de carbono em curso estocam apenas uma pequena parte do CO2 que deve ser removido da atmosfera para atingirmos os níveis desejados. Assim, captura e estocagem geológica de CO2 surgem como opção de grande potencial, sobretudo se associadas a outras alternativas, como desenvolvimento de novas fontes de energia renovável e obtenção de maior eficiência energética.

Para João Marcelo Ketzer, o armazenamento de CO2 é uma tecnologia de transição, enquanto os combustíveis fósseis não forem substituídos por fontes alternativas de geração de energia. “Temos que mudar nossa realidade de consumo, que hoje é de aproximadamente mil barris de petróleo por segundo.”

Os reservatórios
São quatro os principais tipos de reservatórios geológicos para armazenamento de CO2: formações geológicas oceânicas, aquíferos salinos (impróprios para uso humano), camadas de carvão e reservatórios de gás e petróleo, em operação ou não. O dióxido de carbono é capturado ainda nas fontes de emissão, antes de entrar na atmosfera. Em seguida, o gás é comprimido e transportado em estado líquido para ser armazenado na estrutura geológica adequada.

Visão geral dos diferentes métodos de estocagem de CO2 em formações geológicas profundas: 1) armazenamento em reservatórios de petróleo e gás vazios; 2) uso de CO2 para otimizar a extração de petróleo e gás; 3) formações salinas no mar (a) e no continente (b); 4) uso de CO2 para otimizar a extração de metano ou gás em camadas de carvão (arte: IPCC).

Segundo o IPCC, de 20% a 40% das emissões globais de CO2 provenientes de combustíveis fósseis poderiam ser tecnicamente adaptados para armazenamento até 2050. Até 2100, calcula a organização, de 220 bilhões a 2,2 trilhões de toneladas de CO2 poderão ser estocados na crosta terrestre, abrangendo de 15% a 55% da poluição mundial até o fim do século.

Devido aos altos custos de produção, transporte e armazenamento, a estocagem é, ao menos por enquanto, inviável economicamente. “A captura e a compressão do CO2 respondem por 60% dos custos; o transporte e a injeção, 40%”, esclarece Ketzer. Novos estudos estão sendo feitos a fim de reduzir esses custos. “É caro, mas os governos têm que definir metas”, considera John Bradshaw. “Até agora, foram gastos US$ 1,7 trilhão na guerra do Iraque; com essa quantia, muito poderia ter sido feito em pesquisas nesse campo. A questão é decidir se queremos pagar por nossos atos agora ou depois.”

A escolha de reservatórios para acumulação de CO2 deve ser feita com muito critério. “Diversos programas de monitoramento e métodos de remediação para estancar possíveis vazamentos estão sendo estudados”, explica João Marcelo Ketzer. Para Eurípedes Vargas Jr., pesquisador do Departamento de Engenharia Civil da PUC-Rio, essa seleção exige um conhecimento detalhado do comportamento do CO2 em cada formação. Esse comportamento depende de propriedades dos materiais geológicos que compõem as formações – como permeabilidade, deformabilidade, resistência, heterogeneidade – e de especificidades dos projetos de injeção.

Riscos
Os detratores do armazenamento de CO2 costumam apontar o risco de vazamento do gás injetado em formações geológicas como uma de suas principais desvantagens. No momento, estão em curso vários estudos para avaliar essa hipótese. Como os reservatórios apresentam riscos específicos, cada um deles deve ser avaliado detalhadamente.

Na opinião de Vargas, riscos de vazamento, ainda que pequenos, sempre existem. “São toleráveis os que podem ser remediados tão logo identificados”, pondera. Já João Marcelo Ketzer é otimista com relação a essa questão. “Se houver escapamento, será em pequena quantidade e por um curto período, diferentemente do vazamento de outros gases, considerados perigosos, que ocorre em grande quantidade em longo espaço de tempo”.

Muitas organizações consideram que vazamentos de dióxido de carbono podem causar sérios impactos, como a acidificação de mares e aquíferos, além da morte de milhares de seres vivos. Mas Ketzer desmistifica a tese de que o CO2 injetado seja tão maléfico quanto sugere o senso comum. Segundo ele, em todo o mundo muita gente se banha em gêiseres (nascentes termais que entram em erupção e lançam gases), que têm uma concentração de CO2 muito maior que a de poços e reservatórios. “No entanto, nem a fauna, nem a flora – muito menos pessoas – são mortas pelo gás.”

Mas os impactos podem ser graves dependendo do vazamento, salienta Eurípedes Vargas Jr. Ele lembra que em 1986 houve um vazamento para a atmosfera, decorrente de causas ainda mal conhecidas, de grande quantidade de CO2, inicialmente dissolvida na água do lago Nyos, em Camarões, África. À noite uma nuvem do gás varreu os vilarejos próximos. Como o CO2 é mais denso que o ar, ele permaneceu próximo do solo e matou 1.700 pessoas durante o sono. “Isso mostra o poder letal de um vazamento”, conclui. Mas João Marcelo Ketzer lembra que as condições geológicas dos estoques subterrâneos de CO2 e as do lago Nyos são completamente diferentes.

Atuação brasileira

Plataforma P-10, que extrai gás e óleo pesado na bacia de Campos (RJ). Nessa bacia e na bacia de Miranga, Bahia, a Petrobras vai começar a estocar CO2 no subsolo (foto: Leonardo Leão).

Segundo Ketzer, o Brasil, graças às suas bacias sedimentares, tem enorme capacidade de armazenamento geológico, da ordem de 2 trilhões de toneladas de CO2. “Isso equivale a décadas de emissões globais nos níveis atuais”, compara. Com esse potencial, o país tem oportunidade de se tornar um importante ator no processo de mitigação das mudanças climáticas.

Ainda neste semestre a Petrobras começará a estocar CO2 nas bacias de Campos, no Rio, e Miranga, na Bahia. Além disso, estuda fixar o gás em florestas de pínus, bambu, eucalipto e em microalgas. A companhia já participa de projetos internacionais nesse sentido, como o CCP2 (CO2 Capture Project), que envolve as principais empresas de petróleo e energia do mundo.

Apesar disso, as pesquisas mais importantes na área não são brasileiras. Quando se analisa o mercado mundial de sequestro de carbono, nota-se um crescimento exponencial da participação de países asiáticos, que ultrapassaram a América Latina como principais atores internacionais, respondendo hoje por mais do dobro de projetos em desenvolvimento.

Passado, presente e futuro
A injeção de CO2 em formações geológicas subterrâneas foi inicialmente feita no Texas, Estados Unidos, no começo da década de 1970, para facilitar a extração de petróleo, já que o dióxido de carbono deixa o petróleo mais fluido e leve. Mas pouca pesquisa foi feita até o começo dos anos 1990, quando a ideia ganhou credibilidade.

O primeiro projeto de estocagem de CO2 em larga escala no mundo foi iniciado em 1996 pela Statoil, gigante petrolífera norueguesa, e suas parceiras, no campo de gás de Sleipner, no mar do Norte. A estocagem, em uma formação salina situada a 250 km da costa da Noruega, é de um milhão de toneladas de CO2 por ano. A British Petroleum, poderosa empresa de petróleo britânica, estima que as reservas no mar do Norte podem estocar todo o CO2 produzido em 50 anos pelos processos de geração energética da Europa. Segundo John Bradshaw, seriam necessários 3.500 Sleipners para solucionar o problema das emissões do mundo inteiro.

De acordo com a Agência Internacional de Energia, existem cerca de 150 projetos de estocagem de CO2 em andamento no mundo. Os cientistas estimam que, em média, um único projeto poderia remover um milhão de toneladas de CO2 da atmosfera a cada ano – o equivalente a emissões liberadas por 100 mil carros de passeio no mesmo período.

Nos Estados Unidos, as gigantes General Electric e ExxonMobil – segunda e quinta companhias mais importantes do mundo, respectivamente, segundo relatório de 2008 da revista norte-americana Forbes – estão entre os diversos patrocinadores de um projeto de energia e mudanças climáticas da Universidade de Stanford (EUA), que estuda mecanismos de armazenamento e monitoramento de CO2.

Duto que transporta CO2 de Beulah, nos Estados Unidos, até a unidade de produção de petróleo de Weyburn, no Canadá. O projeto de armazenamento desenvolvido ali injeta diariamente 5 mil toneladas de CO2 em um poço petrolífero (foto: IEA Weyburn CO2 Storage and Monitoring Project).

Na Alemanha, os primeiros trabalhos visando armazenagem de CO2 tiveram início no fosso de teste em Ketzin, em Berlim. O objetivo do Centro Nacional de Pesquisas em Geociências daquele país é estocar 60 mil toneladas de dióxido de carbono até o final do projeto. A quantidade de gás que os pesquisadores esperam aprisionar no subsolo em dois anos corresponde à que a população da cidade de Potsdam – com aproximadamente 145 mil habitantes – expira no mesmo período.

No Canadá, o projeto Weyburn injeta 5 mil toneladas de CO2 diariamente em um poço petrolífero, com dupla vantagem: o gás injetado facilita a extração de petróleo e, ao mesmo tempo, estoca em profundidade o dióxido de carbono de uma planta de gaseificação de carvão localizada no estado de Dakota do Norte, nos Estados Unidos, que é levado por um gasoduto. Outro projeto importante é o de Salah, na Argélia, comandado por grandes empresas do ramo, como Sonatrach, British Petroleum e Statoil, que estão injetando CO2 a 1.800 metros abaixo da superfície terrestre.

É evidente o surgimento em todo o mundo de novas formas de absorção e armazenamento de carbono como alternativas para atenuar os problemas causados pelas mudanças climáticas. Embora hoje essas tecnologias ainda sejam economicamente inviáveis, deverão em futuro próximo ajudar a solucionar, ao menos em parte, as graves consequências do aquecimento global.

Matéria do CH On-line, Ciência Hoje.

[EcoDebate, 21/03/2009]

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