Tecnologia de captura do carbono

A captura ou seqüestro de carbono está em uso há anos. Os setores de petróleo e gás natural usam a captura de carbono há décadas como forma de reforçar sua extração desses produtos [fonte: CSS (em inglês)]. Mas apenas recentemente começamos a pensar em capturar carbono por motivos ambientais.

Atualmente, a maioria das pesquisas se concentra na captura de carbono em usinas de energia acionadas por combustíveis fósseis, a fonte da maior parte das emissões de CO₂ causadas pelo homem. Muitas dessas usinas dependem do carvão para criar energia e a queima de carvão emite CO₂ na atmosfera. Alguns pesquisadores pensam em um futuro no qual todas as novas usinas de energia empregariam sistemas de captura de carbono.

Lester Lefkowitz/Getty Images
Fumaça e vapor de água em uma estação de energia elétrica em Nova York

Existem três passos principais para a captura e a armazenagem de carbono (CCS) - capturar o CO₂ e separá-lo dos demais gases, transportar o CO₂ capturado para o local de armazenagem e depósitá-lo isolado da atmosfera (no fundo da terra ou sob o mar). Vamos considerar com mais detalhes o processo de captura e separação.

O carbono é capturado em uma usina de energia de três maneiras básicas: pós-combustão, pré-combustão e combustão de oxicombustível. Uma usina de energia acionada por combustível fóssil gera energia pela queima de combustível fóssil (carvão, petróleo ou gás natural), que gera calor, transformado em vapor (em inglês). O vapor aciona uma turbina conectada a um gerador de eletricidade. O processo que faz a turbina gerar é conhecido como combustão.

Na captura de carbono em pós-combustão, o CO₂ é capturado depois que o combustível fóssil é queimado. A queima de combustíveis fósseis produz um derivativo conhecido como gases de escape, que inclui CO₂, vapor de água, dióxidos de enxofre e óxidos de nitrogênio. Em um processo de pós-combustão, o CO₂ é separado e capturado dos gases de escape que resultam da combustão de combustível fóssil. O maior benefício do uso desse processo é que permite que usinas antigas sejam adaptadas para seu uso, com um "filtro" que ajuda a capturar o CO₂ quando ele percorre a chaminé. Na verdade, esse filtro é um solvente que absorve dióxido de carbono. O solvente pode posteriormente ser aquecido, o que liberará vapor de água e deixará para trás uma trilha concentrada de CO₂. A captura de carbono pós-combustão pode prevenir que 80% a 90% das emissões de uma usina cheguem à atmosfera [fonte: GreenFacts (em inglês)]. Mas o processo de pós-combustão requer muita energia para comprimir o gás o bastante para transporte.

Na captura de carbono pré-combustão, o CO₂ é aprisionado antes que o combustível fóssil seja queimado. Isso significa que o CO₂ fica aprisionado antes que outros gases de escape o diluam. Carvão, petróleo ou gás natural são aquecidos em oxigênio puro, o que resulta em uma mistura de monóxido de carbono ou hidrogênio. Em seguida, a mistura é tratada em um catalisador, com vapor, que produz mais hidrogênio e dióxido de carbono. Os gases são inseridos na porção interior de um recipiente. Eles começarão naturalmente a subir, de modo que um produto químico chamado amina é inserido no topo. A amina se combina ao CO₂ e cai ao fundo do recipiente. O hidrogênio continua a subir e escapa do recipiente. Em seguida, a mistura amina/CO₂ é aquecida. O CO₂ sobe ao topo para ser recolhido e a amina volta ao fundo para reutilização [fonte: Allen (em inglês)]. O excedente de hidrogênio também pode ser usado em outros processos de produção de energia.

A captura de carbono pré-combustão já está em uso no gás natural e oferece maior concentração de CO₂ do que no caso da pós-combustão. O processo de pré-combustão tem custo inferior, mas não pode ser adaptado para uso em usinas mais antigas. Como no caso da pós-combustão, o uso de sistemas de captura pré-combustão impede que 80 a 90% das emissões de uma usina de energia entrem na atmosfera [fonte: GreenFacts (em inglês)].

Na captura por combustão de oxicombustível, a usina queima combustível fóssil em oxigênio. Isso resulta em uma mistura que compreende principalmente vapor e CO₂. O vapor e o dióxido de carbono são separados por refrigeração e compressão do fluxo gasoso. O oxigênio que essa técnica requer eleva os custos, mas os pesquisadores estão trabalhando em novas técnicas que podem reduzir as despesas. A combustão de oxicombustível pode prevenir que 90% das emissões de uma usina de energia entrem na atmosfera [fonte: GreenFacts (em inglês)].

Quando o carbono é capturado, como é transportado para o local de armazenagem? Leia mais para descobrir.