Qual é a verdadeira história do carvão limpo?

Coal plant in West Virginia. Foto: euze

o objetivo da campanha Beyond Coal do Sierra Club é aposentar um terço das mais de 500 usinas de carvão do país até 2020; até agora 147 se aposentaram. Queima de carvão, o combustível fóssil mais sujo, ainda produz cerca de 40 por cento da eletricidade nos Estados Unidos.,, embora este número tem vindo a diminuir devido ao boom do gás natural. A mineração de carvão destrói montanhas e despeja escombros e resíduos tóxicos em cursos de água. A queima de carvão é responsável por fuligem e fumaça que resultam em mais de US $100 bilhões em custos de saúde a cada ano. As centrais a carvão libertam mercúrio tóxico para o ar e deixam para trás uma perigosa poluição por cinzas de carvão.além disso, as usinas a carvão são responsáveis por um terço de todas as emissões de dióxido de carbono dos EUA a cada ano. Dióxido de carbono, um poderoso gás de efeito estufa, prende calor e aquece o planeta., Em maio, as emissões de carbono na atmosfera atingiram 400 partes por milhão pela primeira vez em mais de 2,5 milhões de anos. Os seres humanos já colocaram dióxido de carbono suficiente na atmosfera para mudar a vida na terra tal como a conhecemos; e já estamos a sentir os efeitos das alterações climáticas em condições meteorológicas mais extremas e em mares em ascensão.em 25 de junho, o Presidente Obama cumpriu a sua promessa de lidar com a mudança climática, propondo uma abordagem multifacetada para reduzir as emissões de gases de efeito estufa dos EUA., Seu plano inclui impulsionar a produção de energia limpa, fornecer liderança global para lidar com a mudança climática, e preparar a nação para os impactos da mudança climática. A medida mais significativa regulará as emissões das centrais eléctricas novas e existentes a carvão sob a autoridade da Lei do ar limpo. Em 2012, a Agência de proteção ambiental dos EUA estabeleceu limites para a quantidade de dióxido de carbono novas usinas podem emitir, mas este padrão ainda não foi finalizado. É provável que as centrais eléctricas novas e já existentes só possam satisfazer estas novas normas utilizando tecnologias limpas de carvão.,tecnologia de carvão limpo utilizada para se referir a qualquer tecnologia que reduza o impacto ambiental da combustão de carvão para a electricidade. “Quando a indústria do carvão afirma que já tem carvão limpo”, disse Mary Anne Hitt, diretora da campanha Beyond Coal, “eles estão falando de estratégias para remover dióxido de enxofre, óxido de nitrogênio e mercúrio, mas eles não fazem nada sobre o CO2 porque é muito caro. Quando o presidente fala de tecnologia limpa de carvão, ele está se referindo à captura e armazenamento de carbono … os dois nem sequer estão a ter a mesma conversa.,”captura e armazenamento de carbono envolve a captura de resíduos de dióxido de carbono de usinas elétricas, transportando-o e armazenando-o onde teoricamente não vazará, geralmente no subsolo. A captura de carbono das usinas de energia pode ser realizada de várias maneiras. A separação dos gases de combustão (gases de escape de combustão) envolve a remoção do CO2 com um solvente, separando-o com vapor e, em seguida, condensando-o num líquido. A combustão de oxi-combustível queima o carvão em oxigênio puro, o que produz uma mistura de gás de principalmente vapor e CO2; os dois elementos são então separados através do resfriamento e condensação da Corrente de gás., A captura pré-combustão remove o CO2 antes de o carvão ser queimado através de um processo de gaseificação utilizando amina, um derivado do amoníaco. A captura pós-combustão separa o CO2 dos gases de combustão com um filtro feito a partir de um solvente que absorve CO2; o solvente é mais tarde aquecido, o que liberta vapor e CO2 concentrado.após a captura do CO2, é comprimido e transportado através de tubos para um local de armazenamento. Atualmente, o armazenamento subterrâneo, ou sequestro geológico, é praticado principalmente por companhias de petróleo e gás., O CO2 é injetado em reservas de petróleo ou gás esgotadas para levar o petróleo restante para o local de perfuração ou melhorar o seu fluxo. No entanto, de acordo com Juerg Matter, um professor associado de pesquisa no Observatório da Terra Lamont-Doherty trabalhando no armazenamento de carbono na Islândia e Omã, grande parte das milhões de toneladas de CO2 atualmente utilizadas nos EUA para a recuperação de petróleo melhorada vêm de reservas de gás natural que ocorrem naturalmente no Colorado, Wyoming e Montana.apenas um punhado de projetos comerciais de captura e armazenamento de carbono industrial estão em operação em qualquer lugar do mundo., O primeiro foi estabelecido no campo de gás Sleipner na Noruega, onde um milhão de toneladas de CO2 líquido comprimido são injetadas em aquíferos salinos debaixo do fundo do mar a cada ano. Outros empreendimentos comerciais de captura e armazenamento de carbono são encontrados na Argélia e Austrália. Até o momento, não há empreendimentos comerciais nos Estados Unidos que capturem, transportem e injetem grandes quantidades de CO2 (1 milhão de toneladas ou mais por ano) para sequestrar carbono.

A principal razão para isso é que a captura e armazenamento de carbono é muito caro., Por exemplo, estima-se que exigir novas instalações para implementar captura pós-combustão exigiria 20 a 25 por cento de sua produção de energia devido à redução da produção de energia e os requisitos de energia de usar a tecnologia. Além disso, o público está preocupado com a segurança do armazenamento de carbono. O sequestro de carbono na terra levanta questões sobre a segurança das águas subterrâneas, o acesso à terra, a permanência de armazenamento e a monitorização e responsabilidade a longo prazo. Os cientistas ainda não sabem se o CO2 armazenado no subsolo pode permanecer seguro permanentemente ou se o CO2 pode eventualmente vazar para a atmosfera ou para as águas subterrâneas., O armazenamento oceânico poderia aumentar a acidez das águas oceânicas e prejudicar a vida marinha.

Congresso tem financiado a captura e armazenamento de carbono pesquisa e desenvolvimento desde 1997, incluindo a colocação de US $3,4 bilhões no estímulo de 2009 para programas de pesquisa no departamento de energia. O seu objectivo é alcançar a implementação em larga escala da tecnologia até 2020., O intervalo de captura e armazenamento de carbono pesquisa inclui técnicas para a captura de carbono em chaminés, opções de armazenamento, a tecnologia necessários para monitoramento de longo prazo, os impactos sobre os sistemas naturais se ocorrem vazamentos, o risco de poluição de águas subterrâneas ou a atmosfera, como criar legislação, bem como as implicações legais e ambientais de captura e armazenamento de carbono. Cerca de 5 por cento dele é pesquisa de ponta em soluções não convencionais de armazenamento de carbono.

Fieldwork at the CarbFix CO2 injection site in Iceland during March 2011., Foto: Martin Stute, LDEO

Juerg Matter is involved in one of these cutting-edge strategies: sequestering carbon in basalt rocks. O projeto CarbFix é uma colaboração entre o Instituto da Terra, Reykjavik Energy, A Universidade da Islândia e vários outros. Mais de 90% da Islândia é feita de basalto, um tipo de rocha altamente reativa e porosa criada a partir de fluxos de lava antigos. O CO2 de uma central geotérmica está a ser injectado 1600 pés no subsolo em basalto., Depois de interagir com o cálcio no basalto, o CO2 semelhante ao seltzer transforma-se em calcite, um componente principal do calcário. Uma vez que se torna sólida e estável rocha, não pode vazar. CarbFix está essencialmente acelerando um processo natural chamado weathering.

Basalto. Foto: PNNL

“no laboratório”, disse a matéria, ” este processo de mineralização leva de semanas a um mês. Os nossos dados iniciais sugerem que, no terreno, a reacção pode levar décadas a cem anos. Se forem décadas, seria bom porque pode ser monitorizado.,”Até o final do ano, o projeto terá injetado 2.000 toneladas de CO2; o CO2 armazenado será cuidadosamente monitorado para estudar como se espalha; ver se há algum vazamento; rastrear reações químicas entre CO2, água subterrânea e rochas; e garantir que o armazenamento é permanente. Basalto é uma das rochas mais comuns na crosta terrestre. Todo o fundo do oceano abaixo do sedimento nos oceanos Pacífico, Atlântico e Índico é composto de basalto., De acordo com o CarbFix, há capacidade de armazenamento suficiente nas formações basálticas em terra e sob o mar para sequestrar todo o CO2 produzido pelo ser humano num futuro previsível.Peridotita, outra rocha comum no manto da terra, quando empurrada para a superfície por forças geológicas ao longo do tempo e exposta ao ar, reage com CO2 para formar rocha sólida como calcário ou mármore. Em Omã, peridotita geralmente ocorre em ou perto da superfície., Matter and his Lamont-Doherty colleague Peter Kelemen estimated that the peridotite is naturally absorbing 10,000 to 100,000 tons of carbon a year from CO2 in the air or water. Se água aquecida contendo CO2 pressurizado fosse injetada para baixo no peridotita, a reação poderia ser acelerada 100 mil vezes ou mais. (Leia sobre a pesquisa de Omã aqui.)

os cientistas estimam que Omã poderia potencialmente sequestrar 4 bilhões de toneladas de CO2 por ano, cerca de 13 por cento das emissões de carbono que os seres humanos geram a cada ano. Eles são locais de mapeamento onde essas reações naturais ocorrem e estudam se eles podem ser acelerados para sequestrar o CO2. Grandes extensões de peridotita também são encontradas na Papua Nova Guiné e na Caledônia, ao longo das costas da Grécia e da ex-Iugoslávia, e em depósitos menores no oeste dos Estados Unidos.os cientistas Lamont-Doherty também estão a investigar o armazenamento de CO2 em sedimentos marinhos profundos., Sob a pressão e baixas temperaturas de sedimentos marinhos mais profundos do que duas milhas, o CO2 líquido é mais denso do que a água que enche os espaços entre grãos de sedimento e assim irá afundar. Ele será então preso pela gravidade, com os sedimentos oceânicos profundos fornecendo uma barreira física para evitar fugas.a Bacia De Newark, uma formação geológica sob Nova Jersey e Nova Iorque, pode ser porosa e permeável o suficiente para sequestrar CO2. Composta principalmente de arenito poroso com camadas de argila no topo, que poderia servir como uma barreira para vazamento, a geologia parece promissora.,cientistas de Lamont estão perfurando um furo de 2.000 pés no Observatório da terra em Palisades, NY, para examinar a composição da bacia de Newark. Eles também injetaram pequenas quantidades de água contendo CO2 em outra área para estudar o efeito que vazamentos de CO2 podem ter nas rochas circundantes e comunidades de micróbios. O Departamento de Energia DOS EUA estima que a capacidade potencial de armazenamento de CO2 da bacia de Newark é de 10 bilhões de toneladas métricas—o que equivale a cerca de 40 anos de emissões de CO2 de NY, NJ e PA.

The artificial poly tree., Foto: Klaus Lackner

Juerg Matter (on L) e um colega de Reykjavik Energy na Islândia. Foto: Martin Stute, LDEO)