Instalação Mammoth Eleva o Padrão para Tecnologias de Captura Direta de Ar

O Departamento de Energia do Governo dos Estados Unidos define a tarefa fundamental da tecnologia de Captura Direta de Ar como uma “forma de remoção de dióxido de carbono que retira CO2 do ar ambiente, ou ainda, do ar. O CO2 separado pode então ser armazenado permanentemente em profundidades subterrâneas, ou pode ser convertido em produtos.”

De acordo com estimativas disponíveis, o tamanho do mercado de captura direta de ar deve registrar um crescimento fenomenal nos próximos anos, passando de mais de US$23,59 milhões em 2022 para mais de US$614,07 milhões em 2028. Isso representa um CAGR de mais de 72%, um crescimento de quase 30 vezes em seis anos.

Mas o que impulsiona esse crescimento das tecnologias DAC? Remover o dióxido de carbono serve ao propósito de reduzir a temperatura global. O dióxido de carbono aprisiona calor ao absorver a luz solar que é reirradiada da superfície da Terra na forma de ondas infravermelhas. Ao contrário dos gases oxigênio e nitrogênio, que não interferem nas ondas infravermelhas, o dióxido de carbono absorve essa energia.

Como parte desse processo de absorção, a energia infravermelha passa por vibrações e é reemitida em todas as direções. Cerca de metade dessa energia escapa para o espaço, e a outra metade retorna à Terra como calor, contribuindo para o “efeito estufa”, segundo os cientistas.

Remover o dióxido de carbono da atmosfera nos ajudaria a eliminar a ameaça iminente do aquecimento global, o aumento da temperatura em todo o mundo.

Embora existam muitas maneiras de combater essa ameaça, a captura direta de ar destaca‑se por suas vantagens em termos de impacto nos recursos da Terra.

Por exemplo, o uso de energia nessa técnica não é “trivial”. Segundo estimativas, alcançar uma capacidade de captura de 7‑9 milhões de toneladas por ano nos EUA até 2030 consumiria 0,3‑0,4% da geração elétrica atual dos EUA.

Essa tecnologia não requer a ocupação de terras agrícolas. Seu uso de água também pode diminuir significativamente com o desenvolvimento de sistemas DAC de sorventes sólidos.

Os benefícios dos sistemas DAC e seu potencial de contribuir para o planeta inspiraram muitos a desenvolver soluções DAC inovadoras e otimizadas. Recentemente, uma empresa que tem realizado um trabalho consistente nessa área é a Climeworks. Mais recentemente, ela lançou sua mais nova instalação: Mammoth.

Nos próximos segmentos, analisaremos do que se trata a instalação, que, localizada na Islândia, afirma ser cerca de dez vezes maior que a planta predecessora da Climeworks, a Orca.

Instalação Mammoth da Climeworks: O que ela pretende alcançar?

O objetivo principal por trás da criação da instalação Mammoth foi atender à crescente demanda por mais projetos DAC. A empresa afirma que a nova instalação ajudará a escalar sua capacidade “de milhares de toneladas para dezenas de milhares por ano — um marco importante no caminho para capacidade de megatoneladas até 2030 e gigatoneladas até 2050”.

Antes de aprofundar a compreensão de como a Climeworks planeja executar essa tarefa, vamos analisar alguns aspectos operacionais adicionais para entender melhor o contexto de sua escala e ambição.

O projeto está atualmente em operação e continua com sua visão de expansão. Localizada em Hellisheidi, Islândia, a capacidade anual da instalação, conforme seu projeto, pode chegar a até 36.000 toneladas de CO₂. Enquanto a instalação, em seu nível mais básico, ajudará a fornecer experiência de engenharia e operação para a expansão 10x da Climeworks, ela acrescentará valor ao desenvolver a cadeia de suprimentos e ao trazer capacidade adicional de remoção de carbono de alta qualidade ao mercado.

A instalação iniciou as obras há 18 meses, em 28 de junho de 2022, para ser preciso. Atualmente, a empresa relata que a infraestrutura da planta está totalmente instalada, com 90% dos sistemas operacionais, incluindo o parceiro de armazenamento Carbfix.

“Com base nas curvas de escala mais bem‑sucedidas, alcançar gigatoneladas até 2050 significa entregar em escala de megatoneladas até 2030. Ninguém jamais construiu o que estamos construindo em DAC, e somos ao mesmo tempo humildes e realistas ao reconhecer que a maneira mais certa de ter sucesso é operar a tecnologia no mundo real o mais rápido possível e implantá‑la incansavelmente.”

“Ter a infraestrutura central em funcionamento dentro de apenas 18 meses é um ponto de prova da capacidade da Climeworks de escalar rapidamente, com ciclos de desenvolvimento acelerados, em seu caminho para capacidade de gigatoneladas até 2050.”

Mas como ela planeja percorrer essa rota de megatoneladas a gigatoneladas? Vamos tentar entender.

Como a Instalação Funcionará?

A instalação Mammoth da Climeworks possui um salão de processamento no centro, usado para processar e condicionar o dióxido de carbono capturado antes de sua sequestro subterrâneo. O processo envolve purificar e condensar o CO₂ antes que ele seja dissolvido em água e sequestrado subterraneamente pela Carbfix, onde se transformará em pedra por meio da mineralização. Além das unidades operacionais, o salão de processamento também terá salas de controle, escritórios e um centro de visitantes.

De acordo com a capacidade que se espera manejar, a instalação Mammoth terá 72 contêineres coletores para capturar CO₂ do ar, enquanto a Orca possui oito contêineres coletores.

Além disso, a instalação Mammoth também abriga um salão de manutenção que visa melhorar a eficiência quando trabalhos de manutenção são necessários.

“Isso ilustra muito bem a abordagem da Climeworks para liderar a indústria DAC: aceleração contínua enquanto traz à vida os padrões operacionais mais rigorosos.”

Várias outras empresas também estão ativas no campo DAC. Nos próximos segmentos, discutiremos algumas dessas empresas.

#1. Aircapture

O funcionamento exclusivo da Aircapture consiste em instalar unidades modulares de Captura Direta de Ar (DAC) nas instalações de fabricação de seus clientes, criando um suprimento direto de CO₂ limpo em seus processos de produção. A empresa afirma que a comercialização do dióxido de carbono atmosférico emergiu como a solução mais eficaz e escalável para melhorar o meio ambiente e a economia.

Adotou uma abordagem hiper‑local em seu funcionamento, o que mitiga riscos da cadeia de suprimentos e elimina a pegada de carbono do mercado convencional. Entre os fatores que tornam a Aircapture distinta estão sua maior confiabilidade, padrões de qualidade aprimorados, custo reduzido e produtos mais limpos com emissões substancialmente menores.

As soluções formuladas pela Aircapture a tornam pronta para o mercado em diversos cenários de aplicação, incluindo fabricação de bebidas, agricultura em estufas e mais. Por exemplo, ela é capaz de produzir dióxido de carbono líquido de grau de bebida com baixo teor de oxigênio em vários volumes e cronogramas de produção.

Ela pode ajudar a substituir a matéria‑prima intensiva em emissões necessária para fabricar combustíveis sintéticos por dióxido de carbono limpo de alta qualidade. A Aircapture também auxilia na produção de dióxido de carbono nas instalações de crescimento de seus clientes, ajudando-os a atender seu ciclo de demanda diário e a melhorar os rendimentos das culturas.

O dióxido de carbono da Aircapture pode ser injetado permanentemente em blocos de concreto ou concreto pronto‑misturado, aprimorando os padrões dos métodos de cura predominantes.

Assim como o projeto Mammoth, a Aircapture também está envolvida em estudos e experimentos que ajudam a aproveitar o calor residual e energia descarbonizada para sequestrar geologicamente o dióxido de carbono da atmosfera.

Por fim, o dióxido de carbono líquido da Aircapture também pode ser convertido em gelo seco, atendendo às necessidades de clientes de varejo, transporte e logística. O gelo seco é famoso por facilitar o transporte de produtos perecíveis e por outros usos industriais.

Em abril de 2022, a Aircapture, juntamente com a empresa de conversão de dióxido de carbono OCOchem e outros parceiros, recebeu uma subvenção de US$2,93 milhões do Departamento de Energia dos EUA para projetar e engenheirar uma planta integrada de captura e conversão de dióxido de carbono co‑localizada na planta de Operações de Fertilizantes Kennewick da Nutrien, em Kennewick, Washington.

“Nossa tecnologia modular, no local, que captura CO₂ do ar e o coloca diretamente nos processos de produção de nossos clientes, aborda desafios climáticos enquanto gera valor para nossos clientes e se encaixa perfeitamente neste projeto com a Nutrien.”

#2. Greenlyte Carbon Technologies

Outra empresa que tem realizado um trabalho significativamente bom no espaço DAC é a Greenlyte Carbon Technologies. Fundada em 2022 por dois empreendedores em série e um pesquisador DAC altamente experiente, a Greenlyte, localizada em Essen, aproveita intensamente seu ecossistema circundante, que inclui universidades técnicas de ponta e gigantes globais dos setores químico, industrial e energético.

No ano operacional 2022‑23, a Greenlyte concluiu a construção do primeiro protótipo de ciclo contínuo e do demonstrador DAC de 100 toneladas.

Sua visão para o futuro inclui construir uma operação robusta, eficiente e lucrativa em escala significativa até 2027. Até 2035, a empresa pretende concluir a tarefa de “plataformização”, tornando realidade operações robustas, eficientes e lucrativas em escala significativa. E até 2050, a Greenlyte deseja escalar sua produção anual para 100 MT e tornar‑se líder global no campo dos DACs.

Uma das principais vantagens da Greenlyte que a torna um caso adequado para liderança em DAC é seu processo de baixa energia e baixo CAPEX para captura e utilização de dióxido de carbono. O gás é derivado dos fluxos gasosos, especificamente do ar ambiente. A subsequente conversão de dióxido de carbono e hidrogênio leva à obtenção de hidrocarbonetos que agregam valor ao processo e tornam a tecnologia lucrativa.

A Greenlyte otimiza ainda mais sua tecnologia adotando uma abordagem totalmente cíclica, onde o absorvente usado é regenerado na eletrólise e subsequentemente utilizado para absorção. Vários dos benchmarks do processo, incluindo absorção em solução de sorvente líquido, precipitação como bicarbonato de hidrogênio e dessorção por eletrólise, têm patentes da Greenlyte aplicadas a eles.

Em março de 2024, a Greenlyte Carbon Technologies fechou uma rodada pré‑série A de €10,5 milhões. Além da ampla participação de todos os investidores, nomeadamente Earlybird Venture Capital, Green Generation Fund, Carbon Removal Partners e o membro do conselho Dr. Udo Jung, a Partech juntou‑se ao grupo de investidores.

O financiamento valida a tração que a Greenlyte conseguiu recentemente na forma de parcerias e acordos de off‑take de alto valor. A empresa ganhou duas subvenções do Fundo Europeu para Desenvolvimento Regional e já levantou mais de €20 milhões em capital próprio e subvenções combinados desde sua criação, há 18 meses.

“Com os novos recursos, poderemos ampliar nossa equipe de 30 para 50 pessoas, permitindo desenvolver tecnologia e implantar simultaneamente com nossa estratégia acelerada de entrada no mercado, acelerar nossa escala e reduzir custos mais rapidamente. A rodada comprova nossa ambição de construir rapidamente um campeão global em DAC.”

O Futuro com Tecnologias de Captura Direta de Ar Mais Eficientes

Governos ao redor do mundo perceberam os benefícios das tecnologias de Captura Direta de Ar. Como resultado, começaram a apoiar e incentivar projetos DAC da melhor forma possível.

Por exemplo, o Departamento de Energia dos Estados Unidos designou até três de seus escritórios — Energia Fóssil e Gestão de Carbono, Demonstrações de Energia Limpa e a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada‑Energia (ARPA‑E) — para a tarefa de apoiar a pesquisa, desenvolvimento e demonstração de captura direta de ar. Essa pesquisa abrange diversos aspectos, incluindo a exploração da ciência e tecnologia por trás de materiais, produtos químicos e processos bioquímicos e geológicos associados à captura, conversão e sequestro de CO₂.

Uma das iniciativas mais populares nesse espaço tem sido a iniciativa Carbon Negative Shot — um chamado à inovação em caminhos de remoção de dióxido de carbono que capturarão CO₂ da atmosfera e o armazenarão em escala de 1 bilhão de toneladas por menos de US$100 por tonelada métrica líquida equivalente de CO₂.

Esforços como esses, combinados com investimentos no setor privado, certamente ajudarão a avançar significativamente não apenas elevando o padrão, mas também tornando‑o acessível à indústria e aos produtores de dióxido de carbono em todo o mundo.

Clique aqui para uma lista das melhores ações de captura de carbono.