Temos a tecnologia para sugar o CO2 do ar - mas será que ele pode sugar o suficiente para fazer a diferença?

A tecnologia de captura de carbono - que ajuda a combater as mudanças climáticas, removendo as emissões que já estão no ar - pode ser uma parte fundamental da solução climática, se crescer rápido o suficiente e não se tornar apenas uma desculpa para emitir mais.

Temos a tecnologia para sugar o CO2 do ar - mas será que ele pode sugar o suficiente para fazer a diferença?

Em um campo nos arredores de Huntsville, Alabama, ventiladores gigantes empoleirados em um contêiner de transporte puxam o ar externo para as câmaras que absorvem dióxido de carbono. Em um ano, o equipamento pode capturar 4.000 toneladas de CO2, quase a mesma quantidade da poluição emitida por 870 carros. Executado por uma startup chamada Termostato Global , a instalação é atualmente a maior usina comercial de captura direta de ar do mundo - prova inicial de uma tecnologia que poderia ajudar a evitar os piores impactos das mudanças climáticas se o gás capturado fosse usado para fazer produtos neutros em carbono ou permanentemente armazenado no subsolo. Para ter sucesso, uma pequena indústria nova terá que crescer radicalmente.

Planta comercial da Global Thermostat em Huntsville, Alabama. [Foto: Termostato Global]

A tecnologia de ponta pode ser uma peça fundamental de uma solução maior para a crise climática e está em um ponto em que pode atrair o investimento para tornar isso possível. Alguns pesquisadores do clima criticaram a tecnologia, argumentando que não foi comprovada em grande escala e que poderia até constituir um risco moral se empresas e países poluidores confiarem nela como uma desculpa para evitar o corte direto de emissões. Um escritor do Instituto Post Carbon, sem fins lucrativos, chamou-o de show de mágica que nos distrai de fazer mudanças mais radicais, como limitar o crescimento. Mas o órgão climático da ONU, o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, sugere que o uso de algum tipo de meio tecnológico para emissões negativas é necessário. Mesmo se fizermos todo o possível para cortar e capturar as emissões, a matemática não dá certo sem isso.



Planta comercial da Global Thermostat em Huntsville, Alabama. [Foto: Termostato Global]

A urgência nunca foi tão clara. Em abril deste ano, a concentração de dióxido de carbono na atmosfera atingiu 415 partes por milhão pela primeira vez. É o nível mais alto da história humana; três milhões de anos atrás, quando o limite pode ter subido pela última vez para 400 partes por milhão, o nível do mar estava mais de 24 metros mais alto. Mesmo se os humanos parassem imediatamente de poluir o ar por meio de usinas elétricas, carros, agricultura e todas as outras fontes de emissão de gases de efeito estufa, ainda teríamos um problema. Após estabilidade por milênios, a temperatura média global já subiu 1 grau Celsius. Já estamos presenciando furacões, secas e inundações catastróficas.

Se você olhar para a quantidade de CO2 acima do nível seguro, de uma perspectiva de mudança climática, 95% dele já está no ar, diz Steve Oldham, CEO da Engenharia de Carbono , uma startup apoiada por Bill Gates que é uma das várias empresas que trabalham com captura direta de ar. A cada ano, emitimos cerca de 5% a mais. Claro, precisamos parar essas emissões. Mas e quanto ao [CO2] acima do nível seguro que já está na atmosfera? É por isso que temos que fazer a remoção de CO2.

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[Foto: Engenharia de Carbono]

Para evitar que a temperatura média global aqueça mais de 1,5 grau - algo que poderia salvar milhões de vidas e evitar trilhões em custos econômicos em comparação com meio grau a mais - precisamos alcançar emissões líquidas zero (ou neutralidade de carbono, o que significa que para cada tonelada de CO2 que os humanos emitem, é igualada por uma tonelada que é retirada da atmosfera) em algum momento entre 2045 e 2055. A relatório recente do Grupo Rhodium, um grupo de pesquisa independente, calculou que, para atingir as emissões líquidas zero em 2045, precisaremos sugar entre 560 e 1.850 milhões de toneladas métricas de CO2 do ar com tecnologia de captura direta de ar todos os anos, porque é um desastre a transição para a energia limpa e o aumento de soluções naturais, como plantar árvores, não são suficientes por si só.

Descobrimos que você precisa de tudo, diz John Larsen, diretor do Grupo Rhodium que lidera a pesquisa de sistemas de energia da empresa nos EUA. Você precisa fazer o máximo que puder no lado da redução de emissões e buscar a remoção de dióxido de carbono em todas as frentes. Isso envolve o replantio de florestas, o manejo de fazendas de forma que o solo possa absorver o máximo de carbono possível e abordagens tecnológicas como a injeção de CO2 no subsolo, onde pode se transformar em rocha. A captura direta de ar, que retira CO2 da atmosfera em vez de apenas capturar a poluição em uma fonte como uma usina elétrica, e pode ser combinada com armazenamento subterrâneo, é outro método das chamadas emissões negativas. Não é um substituto para as árvores, mas tem algumas vantagens, incluindo o fato de usar pouca terra e evitar o risco de incêndios florestais. Uma única planta da Carbon Engineering pode remover tanto CO2 quanto 40 milhões de árvores no mesmo período.

Núcleo de basalto contendo carbonatos nas instalações da Climework na Islândia. [Foto: Sandra O Snaebjornsdottir / cortesia da Climeworks]

O processo básico não é novo. Em submarinos, os depuradores usam produtos químicos para capturar CO2 e tornar o ar seguro para respirar. Os ônibus espaciais fazem a mesma coisa. Na década de 1990, um físico chamado Klaus Lackner começou a pensar em como a ideia poderia ser aplicada ao problema do excesso de CO2 na atmosfera. As poucas startups agora trazendo captura direta de ar para o mercado com base em suas ideias. A mais nova, a Silicon Kingdom Holdings, com sede na Irlanda, está fazendo parceria com a Arizona State University, onde Lackner é professor, para implantar a mais recente iteração de sua própria tecnologia.

Instalação da Climework em Zurique. [Foto: Julia Dunlop / cortesia da Climeworks]

Cada empresa adota uma abordagem ligeiramente diferente. A Climeworks, que abriu a primeira pequena fábrica comercial para sugar CO2 do ar em 2016, usa dispositivos modulares do tamanho de contêineres com ventiladores que puxam o ar para filtros em forma de esponja que capturam CO2 por meio de uma reação química e podem então ser aquecidos para liberar um fluxo puro de gás em tubos ou tanques. Cada coletor captura 50 toneladas de CO2; seis coletores cabem em um contêiner de remessa e os contêineres podem ser adicionados juntos para criar uma planta maior. A Global Thermostat, que inaugurou sua fábrica no Alabama em 2018, projetou uma variação do processo que permite liberar o CO2 com muito menos calor, economizando energia. A principal vantagem é que nossa tecnologia é radicalmente mais barata, diz Graciela Chichilnisky, CEO e cofundadora da empresa. Isso é muito importante, porque torna a tecnologia comercial.

Planta piloto de captura direta de ar da Climate Engineering em Squamish, B.C. [Foto: Engenharia de Carbono]

A Carbon Engineering, que tem uma planta piloto em um antigo local de lixo tóxico na Colúmbia Britânica, usa ventiladores para puxar o ar para dentro de um dispositivo, onde reage com um líquido para retirar o CO2, e então flui para outro recipiente onde outra reação cria um minúsculo branco pelotas de carbonato de cálcio. Quando os pellets são aquecidos, ele cria CO2 puro que pode ser vendido à indústria para uso em tudo, desde o engarrafamento de refrigerante até a fabricação de combustível, ou enterrado no subsolo. (Se for usado em algo como combustível, o produto é neutro em carbono em vez de ajudar a resolver o problema do excesso de CO2.) Ao contrário dos outros, o processo não usa filtros que precisam ser substituídos. Também utiliza peças já existentes em outros equipamentos, como torres de resfriamento. Cada equipamento que usamos é usado em escala em outra indústria hoje, diz Oldham. Isso torna mais fácil, diz ele, para a empresa construir rapidamente novas fábricas. As usinas em grande escala serão capazes de capturar um milhão de toneladas de CO2 do ar a cada ano; uma planta desse tamanho ocuparia até 300 acres de terra, ou cerca de um terço do tamanho do Central Park.

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A tecnologia de Lackner, sendo comercializada pela Silicon Kingdom Holdings, usa árvores mecânicas em forma de coluna que não usam ventiladores, dependendo do vento para puxar o ar para o sistema. Isso economiza energia e custos. Estamos adotando uma abordagem passiva, então não nos custa nada capturar o carbono em primeira instância, diz Pól Ó Móráin, CEO da Silicon Kingdom Holdings. A empresa, que agora está começando a projetar sua planta piloto, estima que o custo de captura de uma tonelada de CO2 será inferior a US $ 100. Um aglomerado de 12 de suas árvores captura uma tonelada de CO2 por dia. (Até recentemente, o custo por tonelada na indústria era de US $ 600; em 2018, a Carbon Engineering publicou um artigo dizendo que havia reduzido os custos para cerca de US $ 94 a US $ 232 a tonelada. O termostato global acha que pode chegar a US $ 50 a tonelada.) O CO2 pode pode ser vendida por até US $ 350 a tonelada em aplicações de nicho, como fábricas remotas de engarrafamento de refrigerante que não podem acessá-la facilmente de outra forma. Para ser mais competitivo, Larsen diz que os custos de remoção de carbono precisam ficar em torno de US $ 150 a tonelada.

[Foto: Julia Dunlop / cortesia da Climeworks]

Toda a tecnologia funciona. O desafio, agora, é como aumentá-lo. Se o mundo tivesse captura direta de ar suficiente para lidar com as emissões atuais de cerca de 40 gigatoneladas por ano, seriam necessárias 40.000 das grandes fábricas da Carbon Engineering. Essas dezenas de milhares de plantas não deveriam ser necessárias, porque as emissões precisam cair. Mas o Grupo Rhodium estima que precisaremos de 9 milhões de toneladas métricas de capacidade até 2030, e talvez até 136 milhões de toneladas de capacidade até 2040.

Para fazer isso, alguém precisa pagar pelo CO2. É possível fazer de tudo, desde concreto a tênis e comida de peixe com o CO2 capturado. Mas o custo ainda é maior do que a alternativa na maioria dos casos, e a indústria ainda não está pronta para isso. Um lugar para começar, de forma um tanto contra-intuitiva, é a indústria do petróleo: as empresas petrolíferas já usam CO2 para um processo chamado recuperação aprimorada de petróleo, bombeando CO2 para o solo para aumentar a produção de petróleo. As empresas petrolíferas podem obter um crédito fiscal de US $ 35 a tonelada para o processo e, recentemente, créditos fiscais adicionados também oferecem US $ 50 a tonelada para o dióxido de carbono armazenado no subsolo. As empresas também podem optar por bombear mais CO2 no subsolo do que seus produtos emitem, criando petróleo neutro em carbono.

Em março, a Carbon Engineering levantou US $ 68 milhões em uma rodada de investimentos que incluiu a Chevron Technology Ventures e a Oxy Low Carbon Ventures, uma subsidiária da Occidental. Agora, a Oxy Low Carbon Ventures está fazendo parceria com a Carbon Engineering no projeto de uma nova planta de captura direta de ar no oeste do Texas que será a maior do mundo, extraindo 500.000 toneladas de CO2 do ar a cada ano. A planta pode estar localizada próxima a poços de petróleo, evitando custos de transporte.

[Foto: Engenharia de Carbono]

Para enfrentar as mudanças climáticas, produzir petróleo e outros produtos, como plástico, não é uma solução de longo prazo. Algumas das startups também estão começando com a venda de CO2 para empresas de refrigerantes, onde ele vai para bebidas que rapidamente o liberam de volta ao ar; alguns estão produzindo combustível sintético, que faz a mesma coisa. UMA estudo recente do Center for International Environmental Law argumenta que esse tipo de tecnologia pode permitir que as empresas petrolíferas continuem poluindo por mais tempo - tornando mais fácil extrair o petróleo, por meio da recuperação aprimorada do petróleo, e depois dando à indústria licença para continuar vendendo combustível. A tecnologia de captura, armazenamento e utilização de carbono fortalece ainda mais a economia geral de combustíveis fósseis, afirma o relatório.

Mas o maior desafio agora é encontrar um mercado que permita a sobrevivência da indústria incipiente, que é como a indústria do petróleo está desempenhando um papel agora. Precisamos apenas de dinheiro para entrar no espaço, diz Larsen. Se esse dinheiro não chegar ao espaço, a tecnologia nunca vai decolar e você nunca o terá para todas as outras coisas para as quais precisamos. Se os EUA colocarem em prática uma política climática ambiciosa, a indústria do petróleo terá que fazer a transição, independentemente do que aconteça com a captura direta de ar. E para realmente crescer a indústria de captura direta de ar, ela precisará aumentar a venda de créditos de carbono para armazenar permanentemente CO2 no subsolo. (Só os EUA, observa Larsen, têm espaço em formações geológicas para armazenar mais de 400 anos de emissões, ou mais de 2 trilhões de toneladas.)

Remoção de dióxido de carbono na Islândia. [Foto: Arni Saeberg / cortesia da Climeworks]

A indústria de captura direta de ar, diz ele, está em um lugar semelhante agora à tecnologia solar - e como a energia solar, pode crescer com o apoio do governo. Os EUA gastaram bilhões em P&D solar e, em seguida, criaram um crédito fiscal de investimento na década de 2000. Agora, a energia solar é mais barata do que o carvão. Em 2018, um crédito tributário federal para captura e armazenamento de CO2 obteve apoio bipartidário. Se esse crédito fosse expandido, e se o governo fornecesse outro apoio por meio de programas como compras, isso poderia fazer a diferença para a sobrevivência da indústria, ajudando as fábricas a se mostrarem para que mais investidores privados participassem.

No momento, não há uma demanda de mercado robusta para pessoas que querem comprar serviços de remoção de carbono, diz Noah Deich, diretor executivo da Carbon180 , uma organização sem fins lucrativos que se concentra na remoção de carbono. Portanto, se o governo ou as empresas se comprometerem a adquirir alguma fração dos materiais que usam em seus edifícios, para os combustíveis que usam para o transporte, de forma que esteja usando CO2 atmosférico, isso será um grande sinal para as empresas e uma maneira de realmente desbloquear muito do interesse financeiro do setor privado que estamos vendo.

O crescimento precisa acontecer rapidamente. O desafio não é se isso pode ser feito, diz Chichilnisky. Mas existe um desafio de tempo, porque você tem que fazer isso e escalar, de forma medida, em um tempo curtíssimo. Estou otimista - a tecnologia está aí. Há uma indústria de trilhões de dólares para vender CO2 e o mercado está lá. Portanto, você pode fazer isso comercialmente. Mas a questão é: você pode fazer isso tão rápido quanto é necessário agora para evitar os piores riscos catastróficos da mudança climática que já estão se manifestando?