Gases de Efeito Estufa – Identificando e Reaproveitando o Metano

Os gases de efeito estufa são extremamente importantes para tornar nosso planeta habitável. No entanto, a alta concentração desses gases que retêm calor está agora elevando significativamente a temperatura da superfície da Terra, levando ao aquecimento global e às mudanças climáticas.

Embora o dióxido de carbono seja o gás de efeito estufa antropogênico mais importante, o metano (CH4) é muito mais potente. Este gás, comparativamente de curta duração, retém 80 vezes mais calor que o CO2 ao longo de duas décadas. Segundo o Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente, desde a era pré-industrial, o metano tem sido responsável por cerca de 30% das mudanças climáticas.

Este segundo gás de efeito estufa mais abundante é o principal componente do gás natural e do biogás.

O metano é incolor, inodoro e altamente inflamável. O metano natural é encontrado abaixo do solo, sendo os pântanos sua maior fonte. Também é encontrado sob o leito marinho, sob o gelo da Antártida e nos oceanos. Este gás também é produzido por vulcões, bem como pela decomposição de matéria vegetal e animal.

Um importante contribuinte para a liberação de metano no ambiente são as atividades humanas, que incluem aterros sanitários, atividades agrícolas, pecuária, esterco, mineração de carvão e produção de petróleo e gás.

Quando emitido na atmosfera, o metano reage de forma perigosa. Não só libera emissões de dióxido de carbono por meio da oxidação, como também contribui para a formação do ozônio. Dessa forma, diminui a qualidade do ar, levando a mortes humanas prematuras, redução da produtividade agrícola e causando problemas de saúde em animais.

Nos seres humanos, este potente gás de efeito estufa pode também causar problemas como asma, doenças cardiovasculares e aumento do risco de AVC. O envenenamento por gás metano, por sua vez, pode levar à asfixia.

Altos níveis de metano podem também causar problemas como perda de memória, fala arrastada, náuseas, rubor, dor de cabeça, vômitos, alterações de humor e problemas de visão. Além disso, o contato com metano liquefeito liberado sob pressão pode causar congelamento.

Dado o efeito nocivo do metano, tem havido um foco maior em quantificar melhor e reduzindo drasticamente a poluição por metano para prevenir os piores impactos climáticos.

Emissões de Metano a partir de Estrume Muito Maiores

O gado de fazenda é uma fonte proeminente de emissões de metano da agricultura. Segundo a estimativa atual do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), ele representa de 12% a 14,5% de todas as emissões de gases de efeito estufa induzidas pelo ser humano.

Os inventários nacionais de emissões de gases de efeito estufa, por sua vez, relatam que as emissões provenientes diretamente dos sistemas digestivos dos animais (fermentação entérica) são de três a nove vezes maiores que as provenientes da gestão de esterco, incluindo o armazenamento e a aplicação de lodo e esterco. No entanto, as emissões desses dois casos poderiam estar muito mais próximas de 50:50.

De acordo com novas pesquisas, porém, as reais emissões de metano dos reservatórios de lodo em fazendas leiteiras podem ser até cinco vezes maiores do que sugerem as estatísticas oficiais.

Realizado pela Universidade de East Anglia (UEA) e por uma associação sem fins lucrativos, a International Fugitive Emissions Abatement Association (IFEAA), o estudo baseia-se em cálculos de duas fazendas leiteiras na Inglaterra.

A pesquisa sugere que os cálculos ‘Tier 2’ atualmente usados pelos países para relatar suas emissões anualmente ao IPCC podem não ser robustos, daí a subestimação.

As medições das emissões dos lagos de lodo foram analisadas por pesquisadores durante 2022-23. Para capturar o metano, coberturas herméticas foram usadas para envolver os lagos de lodo, o que mostrou que eles geram muito mais CH4 do que se sugeria anteriormente.

De acordo com os resultados, a emissão real foi de 145 kg por vaca por ano em uma fazenda e 198 kg por vaca por ano na outra fazenda. Isso é de 3,8 – 5,2 vezes maior que a figura oficial existente de 38 kg por vaca relatada no Inventário Nacional do Reino Unido.

Embora a metodologia internacional padrão pareça subestimar as emissões de metano do armazenamento de lodo, a pesquisa afirma que hoje temos a tecnologia que pode ajudar a “transformar esse problema em uma oportunidade de negócio”. O metano pode realmente ser facilmente capturado e então usado como alternativa ao combustível fóssil, o que também cria “uma fonte adicional de renda para as fazendas”.

Destacando o enorme potencial de transformar esse metano em uma fonte de energia renovável, o professor Neil Ward, do Tyndall Centre for Climate Change Research da UEA, observou que usar o metano como combustível pode ajudar os agricultores a reduzir suas contas de energia e se tornar energeticamente independentes.

Capturar e transformar o metano emitido em biogás poderia economizar cerca de £52.500 em custos de combustível para uma fazenda leiteira de tamanho médio. No total, essa economia poderia ultrapassar £400 milhões para o setor leiteiro.

A tecnologia existente pode capturar o gás, e seu uso nas manadas leiteiras da UE poderia reduzir as emissões em cerca de 5,8% do orçamento para limitar o aquecimento global a 1,5°C, segundo a pesquisa.

A subestimação significativa das emissões da gestão de esterco significa que não apenas as estimativas são imprecisas, mas as prioridades em relação às opções de redução também podem estar distorcidas.

“Esta pesquisa, portanto, representa um apelo urgente por ação e trabalho adicional para entender melhor as emissões de metano da gestão de esterco.”

– Prof Ward

Portanto, a pesquisa recomenda que o governo aumente os subsídios para coberturas de lagos de lodo, bem como para equipamentos de processamento de gás associados, além de introduzir incentivos fiscais para investimento na cadeia de suprimentos na recuperação e uso do metano e tornar o processo de planejamento e licenciamento mais simples.

“A tecnologia existe para capturar, processar e utilizar o metano que atualmente se perde para a atmosfera e contribui para o acúmulo de gases de efeito estufa, e parece economicamente promissora, particularmente se um quadro de incentivos para investimento de capital nas fazendas, aliado ao apoio regulatório, puder ser implementado.”

– Prof Penny Atkins, CEO of IFEAA

Reduzir as emissões de metano, por sua vez, segundo George Eustice, presidente da IFEAA e ex-Secretário de Estado para o Meio Ambiente, Alimentação e Assuntos Rurais, é “crítico para o caminho rumo ao Net Zero”. Dado que o metano é um GEE potente porém de curta duração, reduzir as emissões também pode ajudar a limitar o aumento da temperatura global a 1,5 graus.

Com isso, o estudo concluiu que a contribuição coletiva de CH4 da gestão de esterco por fazendas leiteiras é notável e que há vantagens significativas em agir mais cedo do que tarde para limitar as emissões.

A Pegada de Carbono do GNL Também é Muito Maior

Um novo estudo da Cornell, por sua vez, afirma que a pegada de carbono do gás natural liquefeito (GNL) é muito pior, 33% maior que o carvão quando seu processamento e transporte também são considerados.

Durante a extração, o processamento, o transporte e o armazenamento do GNL, são liberados CH4 e CO2, e essas emissões correspondem a cerca de metade de sua pegada total de gases de efeito estufa.

Ao analisar a comparação do impacto atmosférico de diferentes gases de efeito estufa, revela-se que a pegada de carbono do GNL é um terço maior que a do carvão ao longo de duas décadas. Mesmo em uma escala de tempo de um século, a pegada de carbono do GNL ainda iguala ou supera o carvão.

Tanto o gás de xisto quanto o gás natural são prejudiciais ao clima, segundo o autor do estudo Robert Howarth, mas o GNL é “pior”. Embora o GNL seja produzido a partir de gás de xisto, o processo requer super-resfriamento (menos 260 graus Fahrenheit) para a forma líquida e, em seguida, o uso de grandes petroleiros para transportá-lo ao mercado, e tudo isso consome energia.

Esse modo de transporte tem um custo ambiental. Petroleiros modernos com motores de dois ou quatro tempos têm emissões de CO2 menores que navios a vapor, e eles queimam GNL durante o armazenamento e transporte, resultando na liberação de CH4 nos gases de escape.

Quanto aos petroleiros movidos a vapor, eles emitem quase nenhum metano em seus gases de escape. E isso pode compensar, em parte, suas emissões mais altas de CO2.

As emissões de metano dos petoleiros, segundo o estudo, variam entre 3,9% a 8,1%, dependendo do navio. Durante o processo de liquefação do gás natural, isso chega perto de 8,8% do total ao usar o potencial de aquecimento global.

De acordo com o estudo, o tipo de petroleiro tem relativamente pouca influência na pegada de gases de efeito estufa do GNL, pois são mais eficientes em combustível e, como tal, têm emissões de CO2 menores, mas maior escape de metano em seus gases de escape.

Ao falar sobre o efeito da velocidade de um petroleiro nas emissões, o autor observa que velocidades mais lentas levam a eficiências consideravelmente maiores, o que reduz tanto as emissões de CO2 quanto de CH4. O artigo afirmou:

“No entanto, as emissões dos petroleiros são uma pequena parte do total para o GNL.”

São as emissões upstream e midstream do gás de xisto que são mais responsáveis pela pegada de carbono do gás natural liquefeito que os EUA exportam.

O CO2 da combustão de uso final do gás natural liquefeito realmente contribui com apenas 34% da pegada total de gases de efeito estufa (GEE) do gás natural liquefeito, enquanto as emissões de metano upstream e midstream são responsáveis por 38% das emissões totais de GNL. Ao adicionar as emissões de CO2 da energia usada para produzir GNL, as emissões totais upstream e midstream representam em média 47% da pegada total de GEE do GNL. Segundo Howarth:

“Quase todas as emissões de metano ocorrem upstream quando você está extraindo o gás de xisto e liquefazendo-o. Tudo isso é ampliado apenas para levar o gás natural liquefeito ao mercado.”

Isso significa que o gás natural liquefeito “sempre” tem uma pegada climática maior que o gás natural, e, com isso, ele “acaba sendo substancialmente pior que o carvão”.

De acordo com a pesquisa, essas descobertas têm implicações para a produção de gás natural liquefeito nos EUA, que atualmente é o maior exportador mundial. Embora a nação tenha proibido a exportação de GNL, levantou a proibição em 2016, e desde então, as exportações aumentaram drasticamente. Em 2023, os EUA representaram 21% de todo o transporte global de GNL, e o presidente Biden apenas impôs uma moratória a essas exportações crescentes no início deste ano.

Além disso, quase todo o aumento na produção de gás natural nos EUA na última década provém do gás de xisto. A produção de gás de xisto, juntamente com a liquefação para produzir GNL e o subsequente transporte de GNL, é intensiva em energia, contribuindo significativamente para sua pegada de gases de efeito estufa.

Portanto, enquanto governos ao redor do mundo pedem uma mudança rápida dos combustíveis fósseis, incluindo o gás natural, como parte de sua política climática global, o gás natural liquefeito tem uma pegada de carbono muito maior que o gás natural. Howarth disse: “Encerrar o uso de GNL deve ser uma prioridade global”.

Assim, mudar do carvão para o GNL não é o caminho a seguir, segundo Howarth, devido à necessidade de enormes investimentos em infraestrutura. Ele recomenda utilizar recursos financeiros para construir um futuro livre de combustíveis fósseis o mais rápido possível, como uma abordagem muito melhor.

Uma Alternativa Poderosa: Usar Gás Metano para Minerar BTC

Com a mineração de Bitcoin enfrentando críticas por sua natureza intensiva em energia, converter gás metano de resíduos animais em energia apresenta uma abordagem inovadora e proativa para mitigar as emissões de gases de efeito estufa.

Esta combinação de mineração de BTC com captura de metano permite que essas emissões sejam transformadas em uma fonte valiosa para tecnologia de ponta, em vez de contribuir para o aquecimento global.

Considerando que os mineradores de Bitcoin podem operar basicamente de qualquer lugar do mundo, isso abre oportunidades até mesmo para os locais de aterro mais isolados, remotos e negligenciados. Os aterros são uma grande fonte de metano. Nos EUA, eles são a terceira maior fonte de emissões de metano relacionadas ao ser humano.

Empresas de mineração de Bitcoin podem capturar o metano dos resíduos de aterro e então convertê-lo em eletricidade para alimentar seus rigs de mineração, transformando efetivamente todo esse desperdício em um recurso valioso.

Outra forma de os mineradores de Bitcoin aproveitarem essa energia é instalando operações de mineração perto de campos de petróleo, onde o metano costuma ser queimado devido à falta de infraestrutura para seu uso. Ao capturar esse gás, o desperdício e a poluição podem ser ainda mais reduzidos.

Tal projeto oferece outras vantagens, incluindo a monetização do metano diretamente no local sem exigir investimentos caros, o que significa implantação rápida e geração de receita. Com investimento mínimo, os mineradores de Bitcoin podem ainda obter acesso a fontes de energia renovável de baixo custo e reduzir sua dependência das redes elétricas locais enquanto convertem gás nocivo em energia.

Dessa forma, o Bitcoin pode ajudar a promover uma mudança rumo a fontes de energia mais limpas e sustentáveis. Enquanto isso, os mineradores de Bitcoin podem operar de forma sustentável, posicionando a rede como um potencial benefício ambiental.

A Chainergy é uma empresa que tem trabalhado ativamente na conversão de gás metano em energia para minerar Bitcoin. Essa iniciativa também deu à empresa acesso a eletricidade a uma taxa competitiva e consolidou sua presença no mercado de energia.

A Crusoe Energy Systems é outra empresa que captura emissões de metano residual de operações de petróleo e gás e as utiliza para alimentar data centers de mineração de Bitcoin. Em 2021, ExxonMobil (XOM ) fez parceria com a Crusoe para usar gás excedente de um de seus campos de petróleo para minerar Bitcoin.

#1. Mara Digital Holdings

Esta empresa de mineração de Bitcoin tem explorado soluções de energia sustentáveis e off-grid e, para isso, tem trabalhado com vários fornecedores de energia. Uma dessas iniciativas inclui experimentar o uso de gás metano de aterros para alimentar suas operações.

Em nov. de 2023, anunciou uma parceria com a Nodal Power, que desenvolve e opera ativos de energia renovável, para lançar seu projeto de mineração de BTC em Utah. Este projeto piloto de 280 kW é totalmente alimentado por gás metano de aterro e já está totalmente operacional. O CEO da Marathon, Fred Thiel, na época disse:

“Na Marathon, estamos constantemente buscando maneiras inovadoras de diversificar nossas operações, reduzir nossos custos de energia e aproveitar os aspectos únicos da mineração de Bitcoin para melhorar os ambientes nos quais operamos.”

Ao capturar o CH4 emitido pelos aterros e então convertê-lo em eletricidade para alimentar os mineradores de Bitcoin da empresa, Thiel observou, isso coloca a Marathon “única e posicionada para ajudar a converter esse gás nocivo em uma fonte produtiva de energia limpa e renovável”.

As ações da empresa (MARA: NASDAQ) estão atualmente negociando a $16, com queda de 31.93% no ano até a data (YTD) em comparação ao aumento de 61.4% do valor do Bitcoin no mesmo período, enquanto negocia próximo a $62,300. Com uma capitalização de mercado de $4.70 bilhões, a Mara tem um EPS (TTM) de 1.73, um P/E de 9.22 e um ROE (TTM) de 26.26%.

Na semana passada, um dos maiores mineradores de bitcoin de capital aberto do mundo relatou atualizações não auditadas para setembro, durante as quais aumentou sua taxa de hash energizada para 36.9 EH/s, um salto de 5% em relação ao mês anterior. A empresa espera alcançar 50EH/s até o final deste ano. Enquanto isso, a produção de BTC aumentou 5% para 705 BTC.

“Estamos orgulhosos de ter superado uma maratona de HODL de bitcoin em setembro e atualmente temos quase 27,000 BTC em nosso balanço.”

– CEO Fred Thiel

A Mara também enviou uma divulgação ao Climate Disclosure Project (CDP), apoiando seu “compromisso com a transparência ambiental e responsabilidade corporativa”.

Conclusão

A mudança climática continua a ser um desafio premente à medida que a temperatura média global aumenta a uma taxa de 0,175 °C a cada década. Um contribuinte significativo para esse aquecimento atual é o metano (CH4), que causa muito mais aquecimento que o CO2.

Embora a redução das emissões de metano da produção pecuária tenha sido vista como um problema difícil, como relatamos, ela pode realmente ter um impacto grande e rápido na redução do aquecimento, ao mesmo tempo oferecendo oportunidades econômicas para ser usada como forma de substituir os combustíveis fósseis. Além disso, converter metano de resíduos animais em energia para mineração de BTC representa outra solução única e lucrativa que aborda a natureza intensiva em energia da mineração de Bitcoin, ao mesmo tempo convertendo todo o desperdício em valor econômico. Esses esforços podem efetivamente abrir caminho para um futuro sustentável.