E se fosse possível sugar todos os poluentes nocivos do ar para que eles não fossem tão incômodos? E se também fosse possível converter esses poluentes atmosféricos em combustíveis fósseis ou possivelmente biocombustíveis ecologicamente corretos? Por que, então, poderíamos nos preocupar muito menos com poluição atmosférica, doenças respiratórias e os efeitos que altas concentrações desses gases têm no planeta.
Essa é a base do Carbon Capture, um conceito relativamente novo em que o dióxido de carbono é capturado em fontes pontuais - como fábricas, usinas de gás natural, usinas de combustível, grandes cidades ou qualquer outro local onde se sabe que grandes concentrações de CO² são encontradas. . Esse CO² pode ser armazenado para uso futuro, convertido em biocombustíveis ou simplesmente devolvido à Terra para que não entre na atmosfera.
Descrição:
Como muitos outros desenvolvimentos recentes, a captura de carbono faz parte de um novo conjunto de procedimentos conhecidos coletivamente como geoengenharia. O objetivo desses procedimentos é alterar o clima para combater os efeitos do aquecimento global, geralmente visando um dos principais gases de efeito estufa. A tecnologia existe há algum tempo, mas apenas nos últimos anos ela foi proposta como um meio de combater as mudanças climáticas.
Atualmente, a captura de carbono é mais frequentemente empregada em usinas que dependem da queima de combustíveis fósseis para gerar eletricidade. Esse processo é realizado de uma de três maneiras básicas - pós-combustão, pré-combustão e combustão oxi-combustível. A pós-combustão envolve a remoção de CO2 depois que o combustível fóssil é queimado e convertido em gás de combustão, que consiste em CO2, vapor de água, dióxido de enxofre e óxido de nitrogênio.
Quando os gases viajam através de uma chaminé ou chaminé, o CO² é capturado por um "filtro" que na verdade consiste em solventes usados para absorver o CO2 e o vapor de água. Essa técnica é eficaz, pois esses filtros podem ser adaptados a usinas mais antigas, evitando a necessidade de uma revisão dispendiosa da usina.
Benefícios e desafios:
Os resultados desses processos até agora foram animadores - com a possibilidade de remoção de até 90% de CO² das emissões (dependendo do tipo de planta e do método usado). No entanto, há preocupações de que alguns desses processos aumentem o custo geral e o consumo de energia das usinas.
De acordo com o relatório de 2005 do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), os custos adicionais variam de 24 a 40% para usinas de carvão, 11 a 22% para usinas de gás natural e 14 a 25% para o ciclo combinado de gaseificação a carvão sistemas. O consumo de energia adicional também cria mais em termos de emissões.
Além disso, embora as operações de CC sejam capazes de reduzir drasticamente o CO², elas podem adicionar outros poluentes ao ar. As quantidades de tipos de poluentes dependem da tecnologia e variam de óxidos de amônia e nitrogênio (NO e NO²) a óxidos de enxofre e óxidos de dissulfurão (SO, SO², SO³, S²O, S²O³ etc.). No entanto, os pesquisadores estão desenvolvendo novas técnicas que eles esperam reduzir custos e consumo e não gerar poluentes adicionais.
Exemplos:
Um bom exemplo do processo de captura de carbono é o projeto Petro Nova, uma usina a carvão no Texas. Esta planta começou a ser atualizada pelo Departamento de Energia dos EUA (DOE) em 2014 para acomodar a maior operação de captura de carbono pós-combustão do mundo.
Composta por filtros que capturariam as emissões e a infraestrutura que a colocaria de volta na Terra, o DOE estima que esta operação será capaz de capturar 1,4 milhão de toneladas de CO2 que anteriormente teria sido lançado no ar.
No caso da pré-combustão, o CO² fica preso antes mesmo que o combustível fóssil seja queimado. Aqui, carvão, petróleo ou gás natural são aquecidos em oxigênio puro, resultando em uma mistura de monóxido de carbono e hidrogênio. Essa mistura é então tratada em um conversor catalítico com vapor, que produz mais hidrogênio e dióxido de carbono.
Esses gases são então alimentados em frascos onde são tratados com amina (que se liga ao CO², mas não ao hidrogênio); a mistura é então aquecida, fazendo com que o CO² suba onde pode ser coletado. No processo final (combustão de oxi-combustível), o combustível fóssil é queimado em oxigênio, resultando em uma mistura gasosa de vapor e CO². O vapor e o dióxido de carbono são separados por resfriamento e compressão da corrente de gás e, uma vez separado, o CO2 é removido.
Outros esforços na captura de carbono incluem a construção de estruturas urbanas com instalações especiais para extrair CO² do ar. Exemplos disso incluem a Torre de Especialidades na Cidade do México - um hospital cercado por uma fachada de 2500 m² composta por Prosolve370e. Projetado pela empresa Elegant Embellishments, com sede em Berlim, essa fachada de formato especial é capaz de canalizar o ar através de suas treliças e depende de processos químicos para filtrar a poluição atmosférica.
A Phoenix Towers da China - um projeto planejado para uma série de torres em Wuhan, na China (que também será a mais alta do mundo) - também deve estar equipada com uma operação de captura de carbono. Como parte da visão dos projetistas de criar um edifício que seja impressionantemente alto e sustentável, eles incluem revestimentos especiais na parte externa das estruturas que extrairão o CO² do ar local da cidade.
Depois, há a idéia de "árvores artificiais", apresentada pelo professor Klaus Lackner, do Departamento de Engenharia Terrestre e Ambiental da Universidade de Columbia. Consistindo em folhas de plástico revestidas com uma resina que contém carbonatação de sódio - que quando combinada com dióxido de carbono cria bicarbonato de sódio (também conhecido como bicarbonato de sódio) - essas “árvores” consomem CO² da mesma maneira que as árvores reais.
Uma versão econômica da mesma tecnologia usada para limpar CO² do ar em submarinos e ônibus espaciais, as folhas são limpas com água que, quando combinada com o bicarbonato de sódio, produz uma solução que pode ser facilmente convertida em biocombustível.
Em todos os casos, o processo de captura de carbono se resume a encontrar maneiras de remover poluentes nocivos do ar para reduzir a pegada da humanidade. O armazenamento e a reutilização também entram na equação na esperança de dar aos pesquisadores mais tempo para desenvolver fontes alternativas de energia.
Escrevemos muitos artigos interessantes sobre captura de carbono aqui na Space Magazine. Aqui está o que é o dióxido de carbono ?, o que causa a poluição do ar ?, o que acontece se queimarmos tudo ?, Observação do aquecimento global: como o dióxido de carbono sangra em toda a Terra e o mundo precisa buscar emissões de carbono quase nulas.
Para obter mais informações sobre como o Carbon Capture funciona, verifique este vídeo da Organização de captura e armazenamento de carbono:
Se você quiser mais informações sobre a Terra, consulte o Guia de exploração de sistemas solares da NASA na Terra. E aqui está um link para o Observatório da Terra da NASA.
Também temos episódios de elenco de astronomia sobre o planeta Terra e as mudanças climáticas. Ouça aqui, episódio 51: Terra, episódio 308: mudança climática.
Fontes:
- Wikipedia - Captura e armazenamento de carbono
- Carbon Capture Storage Association - O que é o CCS?
- Fatos ecológicos - Captura e armazenamento de CO²
- Global CCS Institute - O que é o CCS?
