Armazenamento artificial
Contenido
Para la fijación artificial del carbono (es decir, sin utilizar el ciclo natural del carbono), primero debe ser capturado y luego almacenado por diferentes medios.
Las plantas de purificación de gas natural deben eliminar el dióxido de carbono para evitar que el hielo carbónico obstruya los camiones cisterna o para impedir que las concentraciones de CO superen el 3% como máximo permitido en la distribución de gas natural.
Además, una de las tecnologías más prometedoras para el almacenamiento de carbono es el almacenaje de CO que proviene de las centrales eléctricas (en el caso del carbón, se conoce como "carbón limpio"). Normalmente, una central eléctrica de reciente producción de 1000 megavatios, de combustión de carbón, emite aproximadamente 6 millones de toneladas de CO al año. El desarrollo de la captura de carbono en las plantas existentes equivale a un aumento de los costos de producción de energía muy elevado. Además, una planta de carbón de 1000 MW, requiere el almacenamiento de 50 millones de barriles de CO al año.
Los costes de producción de la electricidad se han reducido cuando la tecnología de gasificación del carbón se ha utilizado en las instalaciones nuevas, aunque los costes de la electricidad han sido entre un 10 y un 12% más elevados que la producida por la quema de carbono fósil.
El transporte de dióxido de carbono ha de cumplir normas de seguridad severas, ya que es letal en concentraciones superiores al 10%, como lo demuestra la trágica desgasificación del lago Nyos.
Está en estudio el diseño de barcos de transporte de dióxido de carbono según el mismo principio que los barcos de transporte de GNL.
captura de carbono
Atualmente, a absorção de CO é feita em larga escala através do uso de solventes amino, principalmente com monoetanolamina (2-aminoetanol, nomenclatura IUPAC). Outras técnicas que estão sendo exploradas incluem rápida absorção de temperatura/pressão, separação de gases e criogenia.
Nas centrais eléctricas a carvão, a principal alternativa à absorção de CO à base de aminas é a gaseificação do carvão e a combustão de oxigénio. A gaseificação produz um gás primário, composto por hidrogênio e monóxido de carbono, que é queimado para produzir dióxido de carbono. A combustão de oxigênio-combustível queima carvão com oxigênio em vez de ar, produzindo apenas CO e vapor de água facilmente separáveis. No entanto, esta combustão produz temperaturas extremas e ainda não foram criados materiais que possam suportar esta temperatura.
Outra opção de longo prazo é capturar carbono do ar por meio de hidróxidos. O ar é literalmente despojado de todo o seu CO2. Esta ideia é uma alternativa aos combustíveis não fósseis para os setores dos transportes (automóveis, camiões, transportes públicos...).
Um teste realizado em uma usina de 420 megawatts da empresa Elsam em Esbjerg (Dinamarca) foi realizado em 15 de março de 2006,[18] no âmbito do projeto europeu Castor pilotado pelo Instituto Francês do Petróleo (IFP), que reúne cerca de trinta parceiros científicos e industriais. O processo de pós-combustão deverá permitir atingir metade do custo de captura de CO, reduzindo-o de 20 para 30 euros por tonelada.
O seu custo em quatro anos (2004-2008) é de 16 milhões de euros, dos quais 8,5 milhões são financiados pela União Europeia. O Castor destina-se a validar tecnologias para grandes unidades industriais – centrais eléctricas, siderúrgicas, cimenteiras, etc. – cuja actividade gera 10% das emissões europeias de CO, para que esta técnica esteja alinhada com o preço europeu das licenças de emissão de CO (27€ por tonelada).
Captura de pós-combustão
As emissões das usinas de energia consistem em menos de 20% de dióxido de carbono. Portanto, antes de enterrá-lo no subsolo, ele deve ser capturado: é uma captura pós-combustão. Em contato com um gás ácido (como o CO), uma solução aquosa de 2-aminoetanol forma um sal à temperatura ambiente. A solução é então transportada para um ambiente fechado onde é aquecida a cerca de 120°, o que, segundo o princípio de Le Châtelier, liberta o CO (puro) e a solução aquosa de 2-aminoetanol é regenerada.
Os oceanos
A injeção direta de carbono no oceano é outro tipo de opção de sequestro de carbono. Neste método, o CO é injetado em águas profundas, para formar um “lago” de CO líquido retido pela pressão exercida em profundidade. Experimentos realizados entre 350 e 3.600 metros indicam que o CO líquido reage à pressão solidificando-se em hidrato de metano, que se dissolve aos poucos nas águas circundantes. A prisão é, portanto, apenas temporária.
Esta técnica tem consequências prejudiciais para o meio ambiente. CO reage com a água para formar ácido carbônico HCO. O equilíbrio biológico do fundo marinho, pouco conhecido, será provavelmente afectado. Os efeitos nas formas de vida bentônicas em áreas pelágicas são desconhecidos. Do ponto de vista político, é duvidoso que o armazenamento de carbono nos oceanos ou sob os oceanos esteja em conformidade com a Convenção de Londres para a Prevenção da Poluição Marinha. [1].
Outro método de sequestro oceânico é a recolha a longo prazo de resíduos de culturas (tais como talos de trigo ou feno) em grandes fardos de biomassa e a sua deposição nas áreas de "leques aluviais" das bacias oceânicas profundas. Submergir esses resíduos em depósitos aluviais terá o efeito de soterrá-los no fundo do oceano, capturando a biomassa por um tempo muito significativo. Os depósitos aluviais existem em todos os oceanos e mares do mundo. mundo onde os deltas dos rios penetram na plataforma continental, como o depósito aluvial do Mississippi no Golfo do México e o depósito do Nilo no Mediterrâneo.
Uso específico de algas
A cidade de Libourne planeia equipar um dos seus parques de estacionamento com lâmpadas absorventes de CO. Eles seriam equipados com um tanque contendo algas. Estes, colocados perto de uma fonte de luz, absorvem dióxido de carbono e emitem oxigênio.[19].
A seleção de organismos adaptados pode gerar retornos significativos. Estima-se que um dispositivo desse tipo, com volume de 1,5 m³, poderia absorver até uma tonelada de CO.
O projeto Castor inclui o estudo de quatro locais de armazenamento geológico de CO: a reserva petrolífera de Casablanca localizada ao longo da costa nordeste de Espanha, o depósito de gás natural Atzbach-Schwanenstadt (Áustria), o aquífero Snøhvit (Noruega) e o campo de gás natural K12B explorado pela Gaz de France nos Países Baixos, no qual é necessário garantir a estanqueidade. Outros projetos semelhantes estão sendo realizados em todo o mundo.
De acordo com o BRGM")[20] 20 milhões de toneladas de dióxido de carbono a cada ano serão armazenadas em aquíferos salinos. Os aquíferos salinos são formados por águas subterrâneas muito salgadas para serem utilizadas. Sua capacidade é estimada entre 400 e 10 bilhões de toneladas. O gás deve ser injetado a uma profundidade de pelo menos 800 metros e sob 800 bar de pressão a uma temperatura de 40 graus em uma forma "supercrítica" em equilíbrio com seu ambiente.
Armazenamento geológico
Esta técnica utiliza a injeção de dióxido de carbono diretamente em formações geológicas subterrâneas. Os campos petrolíferos e os aquíferos salinos são locais de armazenamento ideais. Cavernas e minas antigas comumente usadas para armazenar gás natural não são utilizadas devido à falta de segurança de armazenamento.
CO é injetado em campos petrolíferos em declínio há mais de 30 anos para aumentar a taxa de recuperação de petróleo. Esta opção é atrativa porque o custo de armazenamento é compensado pela venda do petróleo adicional gerado. Outros benefícios desta técnica advêm da utilização da infraestrutura existente e dos estudos geofísicos e geológicos realizados pela exploração de petróleo. Todos os campos de petróleo possuem uma barreira geológica que impede a liberação de fluidos gasosos (como CO) no futuro.
As desvantagens dos campos petrolíferos residem na sua distribuição geográfica e capacidade limitada.