Captura, uso e armazenamento de carbono (CCUS)

A tecnologia de Captura, Uso e Armazenamento de Carbono (CCUS, na sigla em inglês) consiste em reter o dióxido de carbono antes que ele seja liberado na atmosfera e, posteriormente, utilizá-lo em outras aplicações ou armazená-lo em reservatórios subterrâneos profundos. Seu principal objetivo é reduzir o impacto climático de determinados setores que fazem uso intensivo de combustíveis fósseis, como geração de calor e processos na indústria pesada. 

O processo consiste em quatro etapas: captura, transporte e uso ou armazenamento. Embora as tecnologias disponíveis ainda estejam em fase de desenvolvimento e maturação, já existem soluções como a captura direta de CO₂ do ar e os sistemas de “membrana”, que podem ser integrados a instalações industriais já existentes para reduzir sua pegada de carbono. De acordo com a Agência Internacional de Energia (AIE), em 2024 há aproximadamente 700 projetos de captura de carbono em diferentes fases de desenvolvimento, embora muitos deles ainda não tenham uma data de investimento definida. 

O que é a captura e armazenamento de carbono? 

A captura, uso e armazenamento de carbono (CCUS) é um processo que utiliza tecnologias para separar o CO₂ de outros gases emitidos por instalações industriais, evitando que ele chegue à atmosfera. O CO₂ capturado é comprimido ou liquefeito e, caso não seja reutilizado, é transportado para outra instalação onde é usado para determinados fins ou armazenado permanentemente em reservatórios subterrâneos, como campos de petróleo esgotados. A Agência Internacional de Energia (AIE) considera a CCUS uma tecnologia essencial para atingir as metas de redução de gases de efeito estufa (GEE) e de sustentabilidade e contribuir para a ação climática.

É importante diferenciar a captura, o uso e o armazenamento de carbono (CCUS) da remoção de carbono. Enquanto a CCUS impede que o CO₂ chegue à atmosfera, a remoção de carbono busca extrair o CO₂ já presente no ambiente. Essa remoção pode ocorrer por meio de sumidouros naturais de carbono, como plantações de árvores para reflorestamento, uma vez que elas absorvem dióxido de carbono durante a fotossíntese, ou por meio de processos tecnológicos, como a captura direta do ar, usando sistemas que extraem o gás de efeito estufa diretamente do ambiente. A Iberdrola atingiu em 2024 a meta de 5 milhões de árvores plantadas, com o objetivo de alcançar 20 milhões até 2030.

O processo também pode ser conhecido como "Captura, Utilização e Sequestro de Carbono", que, além da opção de armazenar o CO2 extraído, envolve o uso do dióxido de carbono na fabricação de produtos como concreto ou produtos químicos.

Como a captura e armazenamento de carbono (CCUS) pode ajudar a evitar o aquecimento global? 

O aquecimento global é causado pelo acúmulo de gases de efeito estufa na atmosfera da Terra, como o dióxido de carbono, que retém o calor produzido pela radiação solar. Embora algumas dessas emissões sejam provenientes de fontes naturais e mantenham um equilíbrio natural, uma parcela significativa decorre de atividades humanas, em especial da queima de combustíveis fósseis para a geração de energia, o que está causando o aumento das temperaturas globais. A captura, uso e armazenamento de carbono (CCUS) intercepta as emissões de CO2 antes de serem liberadas na atmosfera, reduzindo assim a quantidade de gases de efeito estufa no ar e ajudando a mitigar o aquecimento global.

Tecnologia de captura de carbono: abordagens inovadoras para um futuro mais limpo

A inovação é um dos principais motores para o desenvolvimento e o aprimoramento das tecnologias de captura de carbono. A seguir, destacam-se algumas das abordagens mais promissoras atualmente em estudo ou em fase de aplicação.

Captura direta de ar (DAC)

Diferentemente dos métodos tradicionais de CCUS, que capturam CO₂ diretamente de fontes emissoras, como instalações industriais, a captura direta do ar (DAC, na sigla em inglês) remove o dióxido de carbono já presente na atmosfera. Nos últimos anos, houve um trabalho contínuo para que essa tecnologia passasse da fase de pesquisa de laboratório e fosse aplicada em instalações comercializáveis, com o objetivo de reduzir seu alto consumo de energia e material. Inclusive, uma empresa norte-americana já opera um projeto-piloto de grande porte que deve chegar ao mercado nos próximos anos. As instalações de DAC usam absorventes (materiais insolúveis capazes de capturar gases ou líquidos) e grandes quantidades de eletricidade para extrair o dióxido de carbono diretamente do ar. Essa tecnologia é eficaz na remoção de 95% a 99% do dióxido de carbono da atmosfera.

Captura de carbono à base de solventes

A absorção de solventes tem sido uma técnica usada há muito tempo para capturar dióxido de carbono, sendo uma maneira mais econômica de absorver o gás, especialmente de fluxos de gás de combustão. Os solventes de amina demonstraram ser eficazes na captura de grandes volumes de CO₂. Durante o processo, o gás é absorvido e, por meio de uma reação reversa, é liberado em forma pura para posterior utilização ou armazenamento, permitindo que o solvente seja reciclado e reutilizado. As pesquisas atuais continuam voltadas à descoberta de novos solventes com maior capacidade de absorção, capacidade de captura e eficiência energética durante processo.

Membranas

Além dos solventes, os esforços de pesquisa e desenvolvimento também se concentram no uso de membranas, que são materiais permeáveis ou semipermeáveis, permitindo a separação seletiva do CO₂ em fluxos de gás.

Tecnologia de armazenamento de carbono: estratégias eficazes para a gestão do carbono

De acordo com a Agência Internacional de Energia (AIE), em 2023 foram registrados avanços significativos no armazenamento e na gestão do carbono. Na Europa, por exemplo, espera-se que mais de 160 milhões de toneladas de CO2 sejam armazenadas, especialmente na região do Mar do Norte. A AIE também informou que foi lançada a fase piloto de um projeto de armazenamento na Dinamarca, no qual o CO₂ líquido será injetado em um campo petrolífero esgotado no Mar do Norte dinamarquês.

Nos Estados Unidos, a previsão é aumentar a capacidade de armazenamento de CO₂ em 250% entre 2022 e 2030, e o número de pedidos para novos locais de injeção de CO₂ cresceu significativamente nos últimos anos. Segundo a AIE, em 2024, havia cerca de 43 projetos com licenças em processo de análise.

China, Malásia, Singapura e Tailândia também anunciaram planos para desenvolver suas primeiras infraestruturas de armazenamento de CO₂. Já o Japão, a Coreia do Sul e a Indonésia têm planos para expandir o setor já existente.

 VER INFOGRAFICO: Status da infraestrutura de armazenamento de CO2 em desenvolvimento comparado à capacidade de captura planejada por região (2023). [PDF]

Também existem diversos projetos ao redor do mundo destinados à criação de infraestrutura para facilitar o transporte de CO₂. Entre esses projetos, destaca-se a construção de uma terminal receptor de CO₂ na Noruega, assim como o desenvolvimento de novos transportadores de CO₂ líquido de baixa pressão, que deverão entrar em operação em 2025 e 2026.

Os altos custos da captura e armazenamento de carbono

Embora as tecnologias de captura e armazenamento de carbono (CCUS) sejam eficazes na remoção de 95% a 99% do dióxido de carbono da atmosfera e na mitigação das mudanças climáticas, elas ainda enfrentam vários desafios. O principal obstáculo é o alto custo, principalmente relacionado aos equipamentos, e a grande quantidade de energia necessária tanto para a captura quanto para a compressão e/ou liquefação do gás. O transporte de CO₂ também apresenta dificuldades, já que exige grandes quantidades de energia para comprimir e resfriar o gás, de modo que ele possa ser transportado por dutos, navios ou caminhões. Por outro lado, embora haja consenso de que existem locais de armazenamento subterrâneo suficientes para o CO₂ capturado, ainda há preocupações em relação ao risco de vazamentos a longo prazo, o que poderia representar uma ameaça aos seres humanos, à vida selvagem e ao meio ambiente. Outro fator limitante é a distribuição geográfica desigual desses locais de armazenamento ao redor do mundo, o que tem levado a uma rejeição social ao desenvolvimento desses projetos em vários lugares.