Sustentabilidade
Aceleração das Emissões de Metano Deixa Cientistas em Alerta Enquanto a Terra Continua a Aquecer
A mudança climática está se tornando rapidamente uma preocupação grave à medida que seus efeitos são vistos em todo o mundo. Como relatamos, a mudança climática fez do verão de 2024 o mais quente já registrado globalmente e para a Europa. Isso exige esforços para estabilizar o clima reduzindo as emissões de gases de efeito estufa, beneficiando tanto o clima quanto nossa saúde.
Gases de efeito estufa são aqueles gases que prendem calor na atmosfera. O dióxido de carbono (CO2) é o mais proeminente desses gases e é liberado por como resultado de queima de combustíveis fósseis como carvão, gás natural, e petróleo bem como árvores e resíduos sólidos e como resultado de certas reações químicas como a produção de cimento.
Outro exemplo de gás de efeito estufa é o óxido nitroso (N2O). Ele é emitido durante atividades agrícolas e industriais durante o tratamento de águas residuais e a queima de combustíveis fósseis. Gases fluorados, por sua vez, são emitidos de uma variedade de aplicações domésticas e comerciais.
Metano (CH4), por outro lado, é emitido durante a produção e transporte de petróleo, gás natural, e carvão. No entanto, a grande maioria das emissões de CH4 realmente provém de atividades humanas ou fontes “antropogênicas” como aterros sanitários, uso da terra, pecuária e outras práticas agrícolas. Fontes naturais como cupins e zonas úmidas também são responsáveis pelas emissões de CH4.
O metano é um gás incolor, inodoro e inflamável que contribui para o aquecimento global e a mudança climática. Um componente principal do gás natural, metano, é usado como combustível para gerar calor e luz e para fabricar produtos químicos orgânicos.
“O metano é uma ameaça climática que o mundo está ignorando. O metano aumentou muito mais e muito mais rápido que o dióxido de carbono.”
Enquanto o foco coletivo tem sido na redução do dióxido de carbono devido ao tempo de vida atmosférico mais curto do que o CO2, o CH4 aquece a atmosfera da Terra 90 vezes mais eficazmente que o dióxido de carbono nos primeiros duas décadas após sua liberação.
De fato, um novo estudo descobriu que a taxa de emissão de metano está ocorrendo em ritmo acelerado, apresentando um grande obstáculo para resolver o problema da mudança climática.
Emissões de Metano Aumentando Mais Rápido do que Nunca
Um artigo de perspectiva publicado no início desta semana na Environmental Research Letters, juntamente com dados em Earth System Science Data, revelou que as concentrações de metano na atmosfera da Terra têm aumentado a uma velocidade recorde nos últimos cinco anos.
Os artigos são obra do Global Carbon Project, uma iniciativa que rastreia as emissões de gases de efeito estufa em todo o mundo.
Embora mais de 150 países tenham prometido reduzir as emissões de metano em 30% nesta década sob o Global Methane Pledge, isso realmente não tem acontecido. Esse compromisso global foi lançado em 2021 pela UE e os EUA.
Ao contrário, as emissões globais de metano — dois terços das quais agora provêm de atividades humanas, incluindo agricultura, uso de combustíveis fósseis, aterros sanitários e outros resíduos — estão realmente aumentando mais rápido do que nunca.
A tendência “não pode continuar se quisermos manter um clima habitável,” escreveram os pesquisadores no artigo.
As concentrações atmosféricas de CH4 estão atualmente mais de 2,6 vezes maiores do que eram nos tempos pré-industriais. Na verdade, agora está no nível mais alto que já foram em pelo menos 800.000 anos.
A trajetória das crescentes taxas de emissão de metano é a mais extrema usada pelos principais cientistas climáticos do mundo em cenários de emissão. A esse ritmo, isso levaria ao aquecimento global acima de 5 graus Fahrenheit ou 3 graus Celsius até o final deste século.
Embora o metano seja um gás de efeito estufa de curta duração, como observamos acima, ele é altamente potente, tornando-o um alvo principal para limitar o aquecimento global no curto prazo.
Como resultado, tem havido um foco crescente de políticas na redução das emissões de metano, mas isso realmente não teve efeito, pois as emissões anuais totais de metano aumentaram de fato 20% nas últimas duas décadas. A contribuição humana foi a maior, cerca de 18%, enquanto as fontes naturais, principalmente de zonas úmidas, aumentaram apenas 2% em duas décadas.
O aumento de 61 milhões de toneladas nas emissões de CH₄ foi impulsionado principalmente pela produção e uso de petróleo e gás, juntamente com a mineração de carvão, cujas emissões aumentaram 33%. A decomposição de alimentos e resíduos orgânicos em aterros resultou em um aumento de 30%, enquanto as emissões da agricultura aumentaram 14%. A maior fonte de emissões de metano ligada ao ser humano, observou Jackson, são as vacas..
Quem Está Liderando o Aumento das Emissões de CH4
Quando se trata dos países que mais contribuem para as emissões de metano, a China (16%) ocupa o primeiro lugar.
Como autora principal do artigo Earth System Science Data, Marielle Saunois da Université Paris-Saclay na França observou os maiores aumentos regionais nas emissões de CH4 provenientes da China e do Sudeste Asiático.
Um estudo separado da Global Energy Monitor (GEM) alertou recentemente que a expansão das minas de carvão da China pode aumentar ainda mais suas emissões de metano e ameaçar as metas climáticas.
Em 2023, a produção de carvão da China atingiu um recorde de 4,7 bilhões de toneladas, cerca de 50% da produção global. Agora, o país está planejando um projeto para aumentar a capacidade de produção em 1,2 bilhão de toneladas anualmente. Essa expansão pode aumentar as emissões de metano em 10 milhões de toneladas.
Embora a China continue a investir em carvão para energia e mantenha um conjunto de minas “inativas mas operacionais” para necessidades urgentes, as licenças para usinas termelétricas a carvão caíram 83% este ano. Isso indica uma possível mudança na política energética do país.
A China agora é seguida pela Índia (9%), pelos Estados Unidos (7%), pelo Brasil (6%) e pela Rússia (5%) como os maiores emissores de metano do mundo.
De acordo com Saunois:
“Apenas a União Europeia e possivelmente a Austrália parecem ter reduzido as emissões de metano provenientes de atividades humanas nas últimas duas décadas.”
A agência nacional de ciência da Austrália declarou recentemente que os níveis globais de metano estão colocando o mundo em um caminho perigoso.
O Orçamento Global de Metano da agência, produzido em colaboração com parceiros de pesquisa internacionais, incluindo o CSIRO, relatou que as fontes de metano induzidas pelo ser humano aumentaram 61 milhões de toneladas métricas por ano, um aumento de 20% nos últimos vinte anos.
A agricultura foi relatada como a maior contribuinte para o orçamento, com 40%, sendo o gado e os arrozais apontados como as principais causas. Isso foi seguida pelo setor de combustíveis fósseis com 34%, resíduos sólidos e águas residuais com 19% e, finalmente, queima de biomassa e biocombustíveis com 7%.
Quantificando Melhor a Influência Humana nas Emissões de CH4
Para quantificar melhor a influência humana nas emissões de metano, os cientistas foram ainda mais fundo e descobriram que em 2020, o ano mais recente com dados completos, 65% — ou quase 400 milhões de toneladas — do metano emitido globalmente foi resultado de atividades humanas. Resíduos e agricultura juntos representaram cerca de duas toneladas de CH4 para cada tonelada da indústria de combustíveis fósseis.
Embora os bloqueios da pandemia há cerca de quatro anos devessem ter reduzido a emissão de gases, não foi realmente o caso.
Durante a pandemia, aproximadamente 42 milhões de toneladas de CH4 se acumularam na atmosfera — o dobro do aumento médio anual de 20,9 milhões de toneladas observado entre 2010 e 2019. Isso também é mais de seis vezes o aumento visto na primeira década dos anos 2000, quando era de 6,1 milhões de toneladas por ano.
O bloqueio reduziu as emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) relacionadas ao transporte, o que ajudou a impedir que parte do metano se acumulasse na atmosfera, segundo os pesquisadores.
No entanto, a queda temporária na poluição por óxidos de nitrogênio foi apenas metade do aumento nas concentrações atmosféricas de metano em 2020.
“Estamos ainda tentando entender os efeitos completos dos bloqueios da COVID no orçamento global de metano. A COVID mudou quase tudo – desde o uso de combustíveis fósseis até as emissões de outros gases que alteram a vida útil do metano na atmosfera.”
– Jackson
O estudo mais recente também fez uma mudança importante na contabilização das fontes globais de metano e dos “sumidouros”, que são florestas e solos que removem e armazenam metano da atmosfera.
Anteriormente, os cientistas do Global Carbon Project classificaram todo o metano de rios, lagos, lagoas e zonas úmidas como natural. No entanto, em sua avaliação mais recente, os cientistas fizeram uma primeira tentativa de estimar a quantidade crescente de emissões desses tipos de fontes que resultam de atividades humanas.
Jackson observou como reservatórios atrás de barragens, construídos por pessoas, são tão diretamente uma fonte humana de emissões de metano quanto as de um campo de petróleo e gás. Esses reservatórios emitem cerca de 30 milhões de toneladas de metano por ano devido à matéria orgânica recém-submersa liberar CH4 ao se decompor.
De acordo com os cientistas, os humanos influenciaram um terço das emissões de metano de água doce e zonas úmidas nos últimos anos. O aumento das temperaturas, o uso da terra, águas residuais e o escoamento de fertilizantes aumentaram ainda mais essas emissões.
Empresas que Abordam a Questão das Emissões de Metano
Com as emissões de metano aumentando globalmente, muitas empresas assumiram a tarefa de abordar essa questão. A BP (British Petroleum) é uma dessas empresas, usando tecnologias de detecção de metano para reduzir as emissões de CH₄ de suas operações de petróleo e gás como parte de seus objetivos mais amplos de net-zero.
Da mesma forma, a Carbon Clean desenvolve tecnologias modulares para capturar metano de processos industriais e convertê-lo em produtos valiosos, enquanto a Clarke Energy oferece soluções de geração de biogás para capturar metano de fontes como aterros sanitários e estações de tratamento de águas residuais, convertendo-o em energia renovável.
No campo da tecnologia, empresas como a Project Canary e a GHGSat estão contribuindo substancialmente. A Project Canary ajuda indústrias a rastrear suas emissões de metano, e a GHGSat fornece monitoramento por satélite de alta resolução para detectar e medir as emissões de metano de sites industriais. Esses dados ajudam as indústrias a identificar vazamentos e tomar medidas corretivas.
Agora, vamos dar uma olhada em uma empresa que adotou uma abordagem inovadora para essa questão, particularmente com Bitcoin mining.
Crusoe Energy Systems
Uma startup de mineração de Bitcoin, Crusoe Energy Systems, foi fundada durante o mercado em baixa de criptomoedas de 2018 para abordar o problema da queima de gás natural. Um subproduto da extração de petróleo, o gás natural é frequentemente queimado se não houver casos de uso econômicos para ele ou se os operadores dos campos de petróleo não puderem transferi-lo. O metano é um componente principal do gás natural, e o processo de queima do gás falha em combustionar totalmente o CH4.
Crusoe, aqui, captura emissões de metano residual de operações de petróleo e gás e usa ele para alimentar data centers modulares de mineração de Bitcoin. Para isso, a empresa queima gás natural para produção de eletricidade, o que combustiona totalmente o metano e produz CO2 como subproduto. Ao utilizar um “produto residual” e depois convertê-lo em energia útil ao “custo mais baixo”, a Crusoe reduz as emissões enquanto possibilita operações sustentáveis de mineração de Bitcoin.
De acordo com o cofundador e presidente da Crusoe, Cully Cavness:
“Há uma enorme quantidade de gás queimado ao redor do mundo. Se você capturasse tudo, seria suficiente para gerar cerca de dois terços de toda a eletricidade da Europa e alimentaria a indústria inteira de data centers muitas vezes.”
A empresa ‘carbon-negative’ arrecadou US$ 750 milhões em financiamento e recebeu uma avaliação pós-dinheiro de US$ 1,75 bilhão em abril de 2022. A Crusoe tem cerca de 30 sites localizados em todos os principais campos de petróleo nos EUA, incluindo um na Argentina. Conforme seu relatório de impacto de 2023, a empresa declarou mais de 200 MW de capacidade implantada em negócios de nuvem e mineração de Bitcoin.
Em 2021, a gigante do gás natural ExxonMobil se uniu à Crusoe para usar o gás excedente de seus campos de petróleo em Dakota do Norte para minerar $1.14 trillion market cap BTC.
No ano passado, o Sustainable Bitcoin Protocol (SBP) iniciou um piloto com a Crusoe para criar uma metodologia que verifique que a aquisição de gás residual e a tecnologia da última estão reduzindo as emissões de gases de efeito estufa e contribuindo para a transição de energia limpa.
Alguns meses atrás, a empresa baseada em Denver assinou um acordo multibilionário com a empresa de tecnologia Lancium para construir um data center de 200 megawatts na primeira fase de um projeto maior de 1,2 gigawatts para “atender às necessidades únicas de empresas de IA”.
Após o halving do Bitcoin em abril de 2024, que reduziu as recompensas de bloco para 3,125 BTC, os mineradores têm buscado diversificar para financiar suas operações e ser lucrativos. Muitos mineradores de Bitcoin, incluindo a Crusoe, desde então direcionaram seu foco para a crescente indústria de IA.
Em plena capacidade, o data center Crusoe-Lancium será um dos maiores campus de data centers de IA do mundo. A instalação deve entrar em operação no próximo ano.
“Os data centers estão evoluindo rapidamente para suportar cargas de trabalho modernas de IA, exigindo novos níveis de espaço de rack de alta densidade, refrigeração líquida direta ao chip e demandas de energia globais sem precedentes.”
– CEO e cofundador da Crusoe, Chase Lochmiller
Pela primeira vez em abril, a receita da Crusoe veio principalmente de seus data centers de IA, superando a receita de Bitcoin.
Conclusão
Então, como vimos, as emissões globais de metano continuam a subir significativamente, com a contribuição humana também registrando um aumento constante. Dado que este gás de efeito estufa é o segundo maior contribuinte para a mudança climática e causa eventos extremos de calor e clima, é crucial tomar medidas fortes para reduzir as emissões de metano.
Já estamos testemunhando como a mudança climática pode resultar em condições climáticas severas e ondas de calor. O mundo, de acordo ao último estudo, “alcançou o limiar de aumento de 1,5°C na temperatura média global da superfície e está apenas começando a experimentar as consequências completas”.
Embora tentativas tenham sido feitas para reduzir as emissões de metano com regulamentações, descarbonização e o Global Methane Pledge, elas têm sido em grande parte ineficazes. Há uma necessidade maior de adotar uma abordagem coordenada que combine regulamentação e práticas industriais aprimoradas que possam abrir caminho para novas inovações tecnológicas no setor de energia.
