Como enfrentar o CO2 atmosférico – Prevenção ou Tratamento?

O United States Geological Survey distingue duas grandes categorias de fontes de CO₂ na atmosfera: processos naturais e atividades humanas. Por exemplo, a maioria dos animais libera dióxido de carbono pela respiração. Entre as fontes humanas está a produção de energia pela queima de carvão, petróleo ou gás natural.

O dióxido de carbono é um dos principais gases de efeito estufa emitidos pelas atividades humanas. Ao contrário do oxigênio e do nitrogênio, que constituem a maior parte da atmosfera, absorve e reemite radiação infravermelha, reduzindo a perda de calor da Terra para o espaço.

Se o CO₂ existe naturalmente na atmosfera, por que precisamos enfrentá-lo? O problema é o aumento de sua concentração e as alterações climáticas que isso provoca.

Por que precisamos enfrentar o CO2 atmosférico?

O dióxido de carbono tem um papel crucial para o nosso planeta Terra. O problema não está em sua presença na atmosfera, mas no excesso dele. Se não houvesse dióxido de carbono, seria quase impossível que o efeito estufa natural da Terra mantivesse a temperatura média global da superfície acima de zero. Mas ao emitir mais dióxido de carbono na atmosfera, estamos superalimentando o efeito estufa natural, resultando em um aumento da temperatura global além de níveis sustentáveis. 

A presença excessiva de dióxido de carbono em nossa atmosfera

De acordo com um relatório da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica dos EUA (NOAA), a concentração média global de CO₂ próxima à superfície aumentou 2,13 partes por milhão (ppm) em 2022, chegando a 417,06 ppm. Era cerca de 50% superior aos níveis pré-industriais. Foi o 11º ano consecutivo com aumento superior a 2 ppm; antes de 2013, nunca se havia registrado sequer uma sequência de três anos com aumentos de pelo menos 2 ppm.

Há outros gases de efeito estufa na atmosfera, como metano e óxido nitroso. Ainda assim, o CO₂ representa a maior contribuição total para o aquecimento causado pelos gases de longa permanência emitidos por atividades humanas.

De acordo com a NOAA, o Índice Anual de Gases de Efeito Estufa (AGGI) era de 1,49 na avaliação referente a 2021. Isso significa que a influência direta dos gases de longa permanência sobre o aquecimento havia aumentado 49% em relação a 1990. Quase dois terços dessa influência total eram atribuídos ao CO₂.

CO₂ atmosférico: um fator central da mudança climática

Precisamos enfrentar o dióxido de carbono de forma planejada e estratégica porque ele contribui mais para a mudança climática. 

A queima de combustíveis fósseis é o principal fator do aumento do CO₂ atmosférico. As emissões anuais dessa queima passaram de 10,9 bilhões de toneladas na década de 1960 para cerca de 36,6 bilhões de toneladas por ano em 2022. 

Segundo a comunicação da NOAA de 2023, a concentração de CO₂ era comparável à de aproximadamente 4,3 milhões de anos atrás. Naquela época, o nível do mar era cerca de 75 pés, ou 23 metros, mais alto que hoje, e a temperatura média era aproximadamente 7 °F, ou 3,9 °C, superior ao nível pré-industrial.

A comparação mostra a importância de limitar o acúmulo de CO₂, sem significar que todas as condições daquele período reaparecerão imediatamente.

Não é de se admirar que enfrentar o dióxido de carbono atmosférico tenha se tornado uma preocupação central em todo o mundo. A questão é: como enfrentá-lo? Olhamos para ele como um problema que pode ser tratado, curado e revertido? Ou o vemos como algo que deve ser prevenido e impedido de agravar-se ainda mais antes que se torne alarmantemente incontrolável? 

Embora seja prematuro julgar nesta fase, precisamos estar cientes das soluções que estão sendo desenvolvidas ao nosso redor para entender as visões e soluções potenciais que a comunidade científica global está pensando. 

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Parques solares: mais eficazes que o plantio de florestas em regiões áridas?

O Instituto Weizmann de Ciências apresentou um estudo comparando os benefícios climáticos de parques solares e do plantio de florestas em regiões áridas.

Parques solares são áreas com painéis que produzem eletricidade a partir do sol. Ao substituir a geração com carvão ou gás, evitam as emissões de CO₂ associadas. O estudo avaliou esse benefício juntamente com o aquecimento provocado pela menor reflexão da luz solar nas superfícies escuras, comparando o resultado com o plantio de florestas.

Os pesquisadores Rafael Stern e Jonathan Muller explicam que, nos ambientes áridos estudados, os parques solares oferecem um benefício climático muito maior que o plantio de florestas. A conclusão se refere a essas condições e não recomenda, de modo geral, substituir florestas existentes.

Na comparação dos pesquisadores, um parque solar em região árida podia compensar uma quantidade equivalente de emissões utilizando até um centésimo da área de uma floresta. Os painéis evitam emissões na geração de eletricidade; não absorvem CO₂ como as árvores.

No entanto, ao compreender as conquistas dessas inovações e observar os benefícios que o estudo oferece, devemos também lembrar que esses painéis solares nunca podem substituir nossas florestas. As florestas desempenham muito mais funções além de reduzir emissões, incluindo a preservação do ciclo global de chuvas, a manutenção da biodiversidade e muito mais. 

Outras inovações buscam reduzir ou aproveitar o CO₂. Um exemplo empresarial é a abordagem Carbon Rainbow da Unilever.

1.Unilever

A Unilever usa o Carbon Rainbow para classificar fontes alternativas de carbono para os ingredientes dos produtos, reduzindo o uso de matérias-primas fósseis. Em sua classificação, o carbono roxo provém de CO₂ capturado, o azul de fontes marinhas, o verde de plantas e o cinza de resíduos plásticos.

O carbono roxo é recuperado de emissões industriais ou do ar e transformado em ingredientes úteis. A Unilever pretende utilizá-lo em produtos com formulações biodegradáveis. Trata-se de aproveitamento do carbono, o que não equivale necessariamente à sua remoção permanente da atmosfera.

De acordo com Jon Hague, então responsável por Clean Future, Science and Technology na divisão de cuidados domésticos da Unilever, a empresa havia apresentado cápsulas de lavagem OMO na China, detergente para louças Sunlight na África do Sul e detergente líquido Coral na Alemanha com essa abordagem. Hague descreveu a inovação na química dos produtos como uma oportunidade de crescimento para as marcas e de redução do uso de matérias-primas fósseis.

No exercício financeiro de 2022, a Unilever teve um faturamento anual de aproximadamente €60,1 bilhões, com margem operacional de 17,9% e distribuição de €4,3 bilhões em dividendos.

2. Linde Engineering

A Linde Engineering apresenta a solução HISORP® CC de captura de CO₂ por adsorção como parte de seu portfólio de captura de carbono. Combina adsorção e separação criogênica e pode ser adaptada a diferentes concentrações do gás de entrada, requisitos de pureza e estados físicos do CO₂ obtido.

A solução trata CO₂ em gases da geração elétrica e de siderúrgicas, em gases de processo da reforma de metano a vapor e da produção de cimento e hidrogênio, bem como em correntes ricas em CO₂ da oxicombustão e de processos químicos. Portanto, captura o gás em fontes industriais antes de sua liberação para a atmosfera.

O CO₂ recuperado pode ser purificado para atender às especificações de aplicações em alimentos, bebidas, eletrônica e outros setores industriais.

O gás também pode ser preparado para armazenamento geológico permanente, reduzindo o impacto climático dos processos industriais. A Linde informa uma taxa de captura de até 99,7% em configurações adequadas do HISORP® CC.

O processo é acionado eletricamente e pode usar energia renovável sem exigir vapor. Isso evita emissões adicionais da produção de vapor, enquanto a pegada total também depende da eletricidade e dos equipamentos. As unidades pré-fabricadas em skid reduzem o trabalho de construção no local. Não é necessário manusear, repor ou descartar líquido químico de lavagem, e o processo não é sensível ao oxigênio.

A Linde divulgou seus resultados anuais e do quarto trimestre de 2022 em fevereiro de 2023, com vendas anuais de US$ 33 bilhões. 

3. Edinburgh Sensors 

A Edinburgh Sensors produz sensores infravermelhos para monitorar gases. A empresa suíça Climeworks utiliza o Gascard NG para medir o CO₂ capturado em suas instalações. O sensor monitora o processo, sem capturar o gás por conta própria.

O Gascard NG oferece compensação de temperatura e pressão atmosférica em tempo real por sensores integrados e pode ser incorporado a sistemas com outras tecnologias de detecção. Há configurações para CO₂, metano ou monóxido de carbono, mas o equipamento é configurado para um tipo de gás por vez.

A Edinburgh Sensors, descrita como fundada em 1974 e sediada em Livingston, West Lothian, na Escócia, é uma empresa de capital fechado. 

4. Climeworks

A Climeworks desenvolveu uma tecnologia de captura direta do ar (DAC) para extrair CO₂ da atmosfera. Utiliza eletricidade e calor de fontes renováveis, aproveitamento energético de resíduos ou outras fontes de calor residual, conforme a instalação.

O processo tem três etapas principais. Um ventilador conduz o ar a um coletor com filtro que retém moléculas de CO₂. Quando o filtro está saturado, o coletor é fechado e aquecido a cerca de 100 °C, liberando o CO₂ para coleta e processamento posterior.

A Climeworks destaca os seguintes benefícios:

1. Flexibilidade de localização, desde que haja energia e infraestrutura adequadas.
2. Projeto modular que permite expansão e medição da quantidade capturada.
3. Necessidade relativamente pequena de terreno.

A Orca, na Islândia, tem capacidade nominal de captura de até 4.000 toneladas de CO₂ por ano. Em novembro de 2023, a Climeworks esclareceu que isso correspondia a uma remoção líquida de projeto de até cerca de 3.000 toneladas, consideradas as perdas e emissões associadas, e que a produção anual máxima ainda não havia sido alcançada. A comparação original com árvores adotava 0,42 acre, aproximadamente 1.700 m², 220 árvores e absorção estimada de 22 kg por árvore ao ano, ou cerca de 4,8 toneladas no total. É uma comparação baseada em hipóteses, não uma medição da produção anual efetiva da Orca.

Em abril de 2022, a Climeworks concluiu uma captação de capital de US$ 650 milhões. 

Da conscientização à ação

Governos, organismos internacionais, instituições de pesquisa, grandes empresas, startups e consumidores reconhecem cada vez mais os riscos da mudança climática.

O conhecimento sobre o papel do CO₂ estimula novas tecnologias e práticas. Evitar novas emissões e remover carbono já emitido são abordagens complementares. Seu benefício dependerá da eficácia, da escala de aplicação e da manutenção das reduções ao longo do tempo.

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