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Tecnologia pode ajudar a capturar e armazenar carbono

Tecnologia pode ajudar a capturar e armazenar carbono

Importante medida para isso acontecer, é a implementação de sistemas Beccs, tecnologia que tem no Brasil um dos países com maior potencial para se estabelecer

Segundo relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), em 2022, o planeta só conseguirá manter o limite de 1,5º C no aumento da temperatura global – estabelecido pelo Acordo de Paris (2015) – caso as emissões de gases do efeito estufa caiam significativamente antes de 2025. O estudo apontou também que para os países signatários atingirem tal meta, será necessário um esforço adicional de remoção do dióxido de carbono liberado nos processos industriais, e, uma importante medida para isso acontecer, é a implementação de sistemas Beccs, tecnologia que tem no Brasil um dos países com maior potencial para se estabelecer.

Acrônimo em inglês para Bioenergia com Captura e Armazenamento de Carbono, a Beccs é uma tecnologia que une a geração de energia proveniente de recursos renováveis – como a produção de etanol a partir da cana-de-açúcar – com a captura do dióxido de carbono gerado no processo, que é tratado e depois armazenado em uma formação geológica. Dessa forma, enquanto iniciativas tradicionais de captura e armazenamento de carbono (CCS) são associadas à queima de combustíveis fósseis – como o gás natural –, os sistemas Beccs vão além ao contribuir para emissões negativas de gases do efeito estufa, ou seja, liberando a menor quantidade possível desses gases e reabsorvendo as emissões que restarem. “Essa tecnologia já é comercial, mas ainda não chegou a todos os lugares do mundo. Em geral, ela está concentrada na América do Norte, em parte da Europa e na Ásia”, afirma a engenheira mecânica Sara Alexandra Restrepo Valencia.

No de doutorado em Planejamento de Sistemas Energéticos da Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) da Unicamp, a pesquisadora defendeu tese sobre a viabilidade técnico-econômica dos sistemas Beccs na geração de energia a partir da biomassa de cana-de-açúcar, recurso disponível em larga escala e a um custo relativamente baixo nas usinas brasileiras. Apesar de ser uma das alternativas mais promissoras para atender aos objetivos do Acordo de Paris, seu emprego em larga escala ainda enfrenta desafios, avisa Sara.

Dentre os desafios estão o custo adicional significativo da captura desse gás, que precisa ser compensado de alguma maneira – como a venda de créditos relativos às emissões evitadas – e à necessidade de identificar um local adequado para o armazenamento do gás capturado. “Outro aspecto é o regulatório. É preciso haver uma determinação legal sobre onde será injetado o gás capturado, quem vai fazer esse procedimento e quem terá o direito de comercializar o certificado de emissões evitadas. Tudo isso ainda é bastante embrionário no Brasil”, comenta Arnaldo Walter, docente da FEM e orientador do estudo. O estudo realizado por Valencia realizou simulações computacionais que avaliaram diversas rotas tecnológicas de cogeração, termo que se refere à produção de energia de várias formas, nesse caso aproveitando a biomassa da cana. Na sequência, a pesquisadora implementou sistemas de captura e armazenamento de carbono tanto nessas usinas como em uma termelétrica dedicada apenas à geração de eletricidade e que utiliza a biomassa excedente de uma usina próxima. “Com isso, a gente fez a modelagem econômica sobre como seria essa implementação da captura e do armazenamento. Quais produtos seriam utilizados? Qual teria que ser a remuneração adicional? Qual seria o custo mínimo da tonelada do gás capturado em relação aos custos adicionais da usina?”, enumera.

Os resultados indicaram que, se o gás da queima da biomassa for capturado junto com o do processo de fermentação do etanol – modelo tradicional de produção de combustível que também libera dióxido de carbono –, será possível chegar a uma emissão negativa na cadeia da cana. Por outro lado, o estudo concluiu que as tecnologias mais avançadas para geração elétrica e captura de carbono ainda são inacessíveis no contexto brasileiro, pelo menos a curto e médio prazo. Ainda assim, como a fermentação é limitada pela quantidade de etanol produzido em uma usina, o estudo sugere que as demais alternativas podem ser empregadas em sistemas de demonstração, para verificar sua viabilidade no sistema canavieiro do Brasil.
A pesquisa de Valencia venceu o Prêmio Capes de Teses de 2023 na categoria interdisciplinar. “A tese apresenta uma discussão introdutória de caráter ambiental, aborda os aspectos técnicos associados à simulação do sistema e investiga o aspecto econômico relacionado à comparação entre várias alternativas e os custos de mitigação”, explica Walter.

Além disso, o estudo sobrepôs informações de geoprocessamento sobre a localização das usinas estudadas com os possíveis pontos de injeção de dióxido de carbono, como uma forma de minimizar os custos com o transporte do gás a ser armazenado. Isso foi feito com base nos dados de um atlas de captura e armazenamento de carbono, que indica os locais mais aptos para receberem esse material a partir de aspectos como profundidade, porosidade e permeabilidade, a fim de não haver risco de esse gás se desprender no futuro. No estudo de caso, foram identificados cerca de dez pontos apropriados para armazenamento do gás na Bacia do Paraná.

Atualmente, Valencia atua como docente na Universidade Autónoma de Manizales (Colômbia), onde tenta viabilizar projetos de pesquisa sobre o sistema Beccs. A Colômbia tem uma quantidade bem inferior de usinas de cana-de-açúcar do que a existente no Brasil, mas seus proprietários também estão começando a se interessar pelo tema da cogeração. “Fica aqui esse gosto pelo sistema Beccs e pela captura de dióxido de carbono, que foi o meu tema de pesquisa no mestrado e no doutorado. É algo que está chegando aos poucos à Colômbia, onde ainda há uma parcela importante de geração de eletricidade a partir de combustíveis fósseis”, finaliza.

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Por Andrea Villaça (*) Cada vez mais, enfrentamos condições climáticas adversas, que trazem preocupações e incertezas quanto ao futuro do planeta. Se não buscarmos uma forma eficaz de reduzir as emissões de gases de efeito estufa, enfrentaremos situações em que os efeitos climáticos naturais vão superar nossa capacidade de mitigação. O Brasil assumiu um compromisso desafiador no Acordo de Paris: reduzir em 37% as emissões em comparação aos níveis de 2005 até 2025 e em 43% até 2030. Observa-se um movimento mundial crescente pela utilização do hidrogênio de baixo carbono como substituto aos combustíveis fósseis, especialmente a partir da guerra entre Rússia e Ucrânia. A produção de hidrogênio tornou-se peça-chave para a transição energética, e o Brasil, com sua abundância de recursos renováveis, tem enorme potencial nesse campo. Embora a eletrólise da água seja uma rota conhecida para a produção de hidrogênio, outras alternativas igualmente promissoras, como a reforma do etanol, devem ser exploradas. O etanol, especialmente o produzido a partir da cana-de-açúcar, é uma matéria-prima renovável e abundante no Brasil. Somos o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo e o segundo maior produtor do biocombustível, atrás dos Estados Unidos, que utilizam milho como matéria-prima. Esse recurso coloca o país em uma posição privilegiada para explorar a reforma desse combustível vegetal como forma de produzir hidrogênio renovável. Esse processo envolve a conversão do etanol em hidrogênio e outros subprodutos, utilizando catalisadores e calor. Um exemplo notável dessa tecnologia é o projeto da Universidade de São Paulo (USP), em parceria com a Shell Brasil, Raízen, Hytron e Senai CETIQT. Eles estão desenvolvendo uma estação experimental para a produção de hidrogênio a partir do etanol. O projeto é fundamental para validar o uso deste como matéria-prima para hidrogênio renovável, demonstrando sua viabilidade econômica e ambiental no contexto brasileiro. Além disso, o etanol pode ser transportado em sua forma líquida, facilitando a exportação e a conversão em hidrogênio renovável em outros países. Não podemos deixar de mencionar que a produção de etanol de segunda geração, utilizando resíduos como o bagaço de cana, exemplifica uma prática de economia circular. Este processo não só aumenta a eficiência da produção do biocombustível, mas também gera biochar , um subproduto que pode ser aplicado ao solo para melhorar sua qualidade e sequestrar carbono. Ou seja, tanto a cana-de-açúcar quanto seus resíduos podem ser utilizados para geração de hidrogênio renovável e ainda beneficiar o solo. O Brasil já possui uma infraestrutura robusta para a produção e distribuição desse combustível renovável, o que reduz significativamente os custos associados ao transporte e armazenamento de hidrogênio. Com o desenvolvimento contínuo de tecnologias e a implementação de políticas de incentivo, a produção de hidrogênio via reforma do etanol pode se tornar uma opção competitiva e sustentável, contribuindo significativamente para a descarbonização da matriz energética do país. Portanto, é essencial que o Brasil explore e invista nessas alternativas, aproveitando nossa riqueza em recursos renováveis e infraestrutura existente, incluindo gasodutos. Isso não só ajudará a reduzir nossas emissões de carbono, mas também posicionará o Brasil como um líder global na produção de hidrogênio de baixo carbono, promovendo uma transição energética sustentável e eficiente. —-------------- (*) Graduada em Administração, com MBA em Gestão de Negócios, pós-graduação em Formas Alternativas de Energia, Conselheira de Administração na ABHAV – Associação Brasileira de Hidrogênio e Amônia Verdes e CEO da ALV Consultoria.

4 de agosto, 2024
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ARTIGO
A precificação de carbono como ferramenta para o combate às mudanças climáticas

Por Gabriel Estevam Domingos* e Bianca Ayres ** A precificação do carbono é um assunto que vem sendo discutido no mundo nas últimas duas décadas. Cerca de 40 países, principalmente na Europa, já possuem uma legislação específica que determina a taxação de atividades empresariais por emissão de CO2. O intuito é gerenciar a crise climática e alavancar negócios de baixo carbono, haja vista preocupação com o aquecimento global. De acordo com o estudo de 2016 realizado pelo Conselho Empresarial Brasileiro para o Desenvolvimento Sustentável (CEBDS) junto com o We Mean Business e Carbon Disclosure Project (CDP), naquela época, 64 jurisdições internacionais já trabalhavam com precificação do carbono ou operavam sistemas de comércio de emissões, correspondendo a 13% dos gases de efeito estufa emitidos no mundo. No Brasil, apesar de o tema ser discutido desde 2011, ainda não existe uma legislação vigente específica para tributar as emissões de carbono. O Ministério da Fazenda e Banco Mundial se juntaram a diversas instituições para elaborar o projeto PMR. O objetivo é estudar formas de precificação de carbono, seja por meio do mercado de carbono ou imposto. O estudo foi iniciado em 2016 e finalizado em dezembro de 2020. O modelo apresenta um levantamento dos setores que seriam precificados e uma análise da estrutura produtiva, perfil de emissões, riscos de competitividade e alinhamento dos instrumentos econômicos que já existem para traçar formas de tributação. A fase inicial pretende trabalhar com taxações menores e aumentos progressivos. O mercado de carbono voluntário As grandes companhias fazem parte do mercado de carbono de forma voluntária. Existem multinacionais que realizam ações de redução ou remoção de emissões que geram um crédito de carbono dentro do mercado, como se fosse uma bolsa de valores. Essa unidade de crédito fica disponível nas certificadoras internacionais para que outras empresas, que não conseguiram reduzir, possam comprar. Os créditos de carbono gerados dependem das ações de redução ou remoção realizadas pelas companhias. Quando o crédito é advindo de remoção de CO2, o valor da tonelada de carbono é maior, enquanto que, em caso de redução de emissões, o valor do crédito tende a ser menor. Essa valorização é contrabalanceada em relação ao impacto socioambiental e quantidade disponível no mercado. O fato é que, de qualquer forma, outras empresas podem comprar, a fim de cumprir seus planos de zerar as emissões, com mediação das certificadoras de unidades de carbono. O mercado de carbono no setor público No setor público, também existem ações para implementar a taxação. Através da resolução Nº3 de 22, de julho de 2020, aprovada pela Comissão Nacional para REDD+ (CONAREDD+), o Ministério do Meio Ambiente (MMA) alterou seu posicionamento e passou a reconhecer a contribuição do mercado voluntário de carbono para a redução de emissões e contenção das mudanças climáticas. O Programa Nacional de Pagamento por Serviços Ambientais Floresta+ do Ministério do Meio Ambiente remunera pessoas físicas ou jurídicas para conservar, recuperar e proteger a vegetação nativa. De acordo com o ministério, um dos benefícios mais importantes do programa é a geração de crédito de carbono advinda da preservação florestal. O potencial do Brasil no mercado Tendo em vista esse cenário, há como afirmar que o Brasil possui muito potencial no mercado de carbono graças à tropicalidade territorial. A riqueza de terras e biodiversidade facilitam ações em prol da redução de mudanças climáticas. Plantações de longa vida, reflorestamentos e preservação do que já temos, incentivando o crescimento de bioma contribuem positivamente para atingir o objetivo de conter as emissões de CO2. Com todo esse potencial que o Brasil tem, diferenciado de muitos países desenvolvidos, é um alvo de investimento internacional ao incentivo dessas ações. O Sistema de Informação sobre a Biodiversidade Brasileira (SiBBr) afirma que 15% a 20% da biodiversidade do planeta está no Brasil. Segundo a instituição, a Mata Atlântica e Amazônia têm uma diversidade tão grande que em um hectare de floresta encontram-se mais espécies de árvore do que em toda a Europa. O MMA estima que há 560 milhões de hectares de área com vegetação nativa, ou seja, 66% do território total. Por isso, é considerado um país com grande potencial para gerar créditos de carbono, com base em ações de reflorestamento e contenção da degradação ambiental. Diante de toda a riqueza e potencial para o mercado de carbono voluntário no Brasil, é preciso pensar de que forma instituir uma legislação para taxação, a fim de evitar consequências sociais. A precificação do carbono possui vários benefícios. É uma medida efetiva para reduzir as emissões, já que a tendência é a diminuição do consumo de produtos que causam altas taxas de emissão na atmosfera, consequentemente, as indústrias passam a fabricar aqueles que são mais ecológicos. Por outro lado, a taxação causa aumento de preço nas produções de forma direta ou indireta. Automaticamente, isso é repassado ao consumidor final. O valor das mercadorias sobe e essa situação pode ser um problema em um país de vulnerabilidade social, em que não há estrutura e muitas pessoas têm baixa renda. O Brasil ainda sofre com esse problema. Segundo dados do IBGE de 2020, a pobreza extrema atingiu 13,7 milhões de brasileiros no ano anterior em 2019. Os dados do ano passado ainda não foram divulgados pelo instituto. O estudo do CEBDS indica que a taxação de carbono afeta o consumidor final por conta do aumento de preços. A partir das legislações, as indústrias passam a produzir com custos mais elevados, precisam investir em sustentabilidade e isso encarece os produtos. Portanto, seria necessário um desenvolvimento do Brasil, visando a diminuição do índice de pobreza e miséria, para que o aumento de preços não prejudique a sociedade brasileira. Contudo, os resultados obtidos através dos cenários de simulação da precificação do carbono no PMR, realizados pelo instituto ClimaTempo, indicam que, mesmo com o aumento no índice de preços, houve redução da pobreza, com evolução real da renda média e disponível dos 20% mais pobres, além de um crescimento econômico, sendo 2,3% em 2030, menor taxa de desemprego e aumento de investimentos. Segundo o Banco Mundial, a receita gerada através de precificação de carbono atingiu US$66.6 bilhão em 2018, com iniciativas representando 20% das emissões globais. O FMI acredita que a receita decorrente de precificação de carbono pode ser equivalente a 1% do PIB brasileiro em 2030. O mercado de carbono será o assunto do momento Nos próximos anos, a tendência é a discussão em relação à taxação do carbono e as consequências dessa ação para a economia e sociedade. As grandes empresas já estão agindo de forma voluntária e diversas instituições e órgãos, como Banco Mundial, ONU e Ministério do Meio Ambiente já discutem o assunto há tempos. Enquanto isso, o mundo acompanha o mercado de carbono e as próximas decisões a serem tomadas acerca do tema. A contribuição positiva da eleição de Biden influencia, a nível mundial, o audacioso e necessário objetivo do Acordo de Paris em limitar as emissões mundiais a 500 bilhões de toneladas de carbono. O retorno das políticas norte americanas ao compromisso de redução de 4,4% ao ano, assumido por Obama e excluído dos planos de Trump, agora retornam a uma velocidade de redução de 5,4% das emissões, com Biden. Uma corrida que custará caro aos processos industriais, mas extremamente significativa para todo o mundo alcançar o delta de 1.5ºC de aquecimento global em 2050, preservando vidas neste planeta. * Gabriel Estevam Domingos é Diretor de P&D da Ambipar ** Bianca Ayres, gerente de P&D da Ambipar

8 de março, 2021
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EMISSÕES
Etanol evita 515 milhões t de CO2

Com base na Política Nacional de Biocombustíveis (RenovaBio), a União da Indústria de Cana de Açúcar (UNICA) afirma que, entre março de 2003 (lançamento da tecnologia flex) e maio de 2020, o consumo de etanol anidro e hidratado no Brasil evitou a emissão de mais de 515 milhões de toneladas de CO2 – volume equivalente às emissões anuais somadas de Argentina, Venezuela, Chile, Colômbia, Uruguai e Paraguai. Para se chegar a esse número, a área técnica da UNICA usou como base o cálculo fornecido pela RenovaCalc – calculadora que determina a eficiência energética do processo produtivo no âmbito do RenovaBio – com os parâmetros delimitados pela ANP para uma usina típica brasileira. “A comemoração do Dia Mundial do Meio Ambiente em meio à pandemia da COVID-19 tornou-se um momento de analisar as ações humanas e seus reflexos nos ecossistemas. Muito se debate sobre revisão de condutas, mudança de hábitos e a sociedade que queremos quando tudo isso acabar. No Brasil, como em nenhuma parte do mundo, temos a construção sólida de uma indústria de combustíveis renováveis, podendo dar essa significativa contribuição de redução de gases de efeito estufa para o mundo”, analisa Evandro Gussi, presidente da UNICA. O ciclo de vida completo do etanol proporciona redução de até 90% na emissão de GEE em relação à gasolina e, quando comparado com a gasolina e o diesel, praticamente zera a dispersão de material particulado e reduz significativamente a emissão de vários poluentes, como os óxidos de enxofre. “O Brasil tem dado contribuições significativas, pois, apesar de ter uma matriz energética com 45% de fontes renováveis, tem políticas já estabelecidas para ampliar essa participação, como o RenovaBio”, explica Gussi. A cana-de-açúcar responde por 17,4% de toda a oferta primária de energia no País, levando em conta etanol e bioeletricidade. Além do aquecimento global, a poluição do ar é uma das grandes vilãs da saúde pública em megalópoles, relacionada com 4,2 milhões de mortes ao ano no mundo, segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS). Estudo de Harvard concluiu que o aumento de apenas 1% na concentração de material particulado fino (MP 2.5) no ar resulta em um incremento de 8% das mortes pela COVID-19. As medidas de restrição de circulação adotadas por causa da COVID-19 provocaram redução de poluentes e a melhoria da qualidade do ar de cidades notoriamente poluídas, como Nova Déli, na Índia, que viu o MP 2.5 cair 60%, ficando em 32,8 µg/m³, segundo o iQAir. Na Região Metropolitana de São Paulo, a média de 17 µg/m³ de MP 2.5, registrada em 2019, caiu para 13 µg/m³ nos primeiros cinco meses de 2020, segundo dados da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (Cetesb). Os índices estão dentro do recomendado pela OMS, de 20 µg/m³ de MP 2.5. “Apesar de ser uma megalópole, São Paulo desfruta de melhor qualidade do ar do que outras capitais, graças ao uso de biocombustíveis, o que tem reflexos diretos na saúde da população. No futuro, podemos ampliar esses benefícios para outras capitais e países”, prevê Gussi.

8 de junho, 2020
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GEE
Gases com queima da cana caem 44% em SP

Segundo resultado do 1º Inventário de Emissões Antrópicas de Gases de Efeitos Estufa Diretos e Indiretos do Estado de São Paulo, realizado por pesquisadores da Embrapa Meio Ambiente, entre 1990 e 2015 as emissões de gases de efeito estufa (GEE) geradas pela colheita da cana-de-açúcar caíram 44% no Estado de São Paulo. Os pesquisadores utilizaram a mais recente metodologia publicada pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC). O estudo traz dados estimados para municípios paulistas e o Estado de São Paulo. O método mais recente do IPCC, de 2006, apresenta diferentes fatores de emissão de gases de efeito estufa para a queima de resíduos agrícolas em relação ao método anterior, de 1996. Com exceção do metano (CH4), cujo fator de emissão foi pouquíssimo alterado, os fatores de emissão de dióxido de carbono (CO2), óxido nitroso (N2O) e óxidos de nitrogênio (NOX) foram estimados em metade do valor apresentado pelo método de 1996. Nesse último método de 2006, explica o pesquisador Alfredo Luiz, as emissões não são medidas, e sim estimadas por meio de fórmulas. Nas fórmulas, cada país fornece seus dados de área e de manejo e utiliza parâmetros preconizados pelo método do IPCC. “Ao longo do tempo, com a adoção da colheita sem queima, houve uma redução nas emissões, independentemente do método utilizado para o cálculo. Os autores explicam que as emissões totais estimadas referentes a 2015 correspondem a uma redução de 44,3% em relação a 1990”. Segundo a análise da pesquisadora da Embrapa Magda Lima, autora do trabalho, a queda mostra o papel da legislação estadual e sua implementação sobre o controle da queimada. “Além disso, o trabalho mostra que as estimativas de emissão de metano em 1990 resultaram em valores 4% inferiores aos obtidos no relatório de referência sobre o setor de agricultura do 1º Inventário, publicado em 2015, o qual se baseou na aplicação do método do IPCC de 1996 para o período de 1990 a 2008. No mesmo ano, as estimativas de emissão de óxido nitroso e de nitrogênio foram 50% inferiores às estimadas pelo método do IPCC de 1996, enquanto as emissões de monóxido de carbono foram 55% superiores,” relata a cientista. São Paulo produziu mais de 423 milhões de toneladas de cana-de-açúcar em 2015, o que representa 54,8% da produção nacional e área colhida de cinco milhões de hectares, 56,6% do País. Em 2006, 469 municípios paulistas colheram cana-de-açúcar, enquanto em 2015 foram 508, do total de 645.

7 de junho, 2017