Práticas recomendadas para transporte e armazenamento de dióxido de carbono

A gestão das emissões industriais através da CCUS está se tornando cada vez mais comum para evitar a liberação prejudicial do gás de efeito estufa (GEE) CO₂ na atmosfera. Esses métodos são particularmente atrativos porque permitem que processos com grandes emissões de dióxido de carbono atendam às metas regulamentares. Eles são especialmente valiosos quando as oportunidades de reduzir a produção de GEE por meio de melhorias na eficiência do processo ou de fontes de energia renováveis são limitadas.

Embora um foco significativo seja colocado no desenvolvimento de métodos eficientes de captura de carbono, também há muita atividade a jusante na cadeia de valor. Depois que o gás de dióxido de carbono é capturado, ele precisa ser comprimido, às vezes até chegar ao estado líquido. Então, ele é transportado com segurança para um local cuidadosamente selecionado para uso ou armazenamento. Numerosos fatores devem ser considerados, incluindo a distância, geografia, infraestrutura existente, impacto ambiental e custo de transporte.

Atualmente, três modos principais de transporte dominam o cenário: dutos, veículos terrestres e embarcações marítimas. Cada um desses métodos é mais adequado para determinadas aplicações e menos adequado para outras. Independentemente da abordagem, o estabelecimento de uma logística funcional exige soluções inovadoras e uma infraestrutura robusta para garantir o sucesso a longo prazo da CCUS como estratégia de mitigação de emissões.

Os dutos são a opção mais consolidada e, muitas vezes, a mais viável economicamente para o transporte de grandes volumes de CO₂ por longas distâncias, especialmente por terra. Em alguns casos, gasodutos de gás natural existentes podem ser reaproveitados para o transporte de dióxido de carbono, proporcionando uma solução econômica que utiliza a infraestrutura existente. Essa abordagem também minimiza o impacto ambiental da construção de novas instalações.

No entanto, o reaproveitamento de dutos para o transporte de dióxido de carbono requer uma avaliação cuidadosa. Modificações podem ser necessárias para garantir a compatibilidade com as diferentes propriedades desse composto, principalmente sua natureza corrosiva e requisitos de pressão mais alta. Enquanto os gasodutos de gás natural geralmente são limitados a 90 bar (1.300 psi), o dióxido de carbono por vezes requer classificações de até 150 bar (2.175 psi) para o transporte de longa distância.

Caminhões e trens oferecem uma opção flexível para o transporte de volumes menores de CO₂, especialmente em distâncias mais curtas e em áreas onde a infraestrutura de dutos é limitada. Sua versatilidade os torna adequados para o transporte de dióxido de carbono entre os locais de captura e as instalações de armazenamento locais. Eles também podem coletar volumes menores de diversas fontes e entregá-los em centrais para o envio de remessas maiores. No entanto, a dependência de veículos terrestres para o transporte de CO₂ torna-se custosa em longas distâncias, especialmente caminhões, o que também contribui para o congestionamento do tráfego e para as emissões de diesel.

Para garantir o transporte seguro e eficiente do dióxido de carbono, é necessário cumprir os regulamentos e normas de pureza. Embora os códigos específicos variem de acordo com a região, o dióxido de carbono é classificado como um material perigoso em altas concentrações. Seu transporte está sujeito a regras semelhantes às que regem o gás natural em cada localidade. Essas normas para o manuseio seguro abordam a integridade da tubulação, a prevenção de vazamentos e protocolos de resposta a emergências.

Além disso, a pureza do CO₂ é fundamental, tanto para aplicações de uso final quanto para a segurança do transporte. Impurezas como água, sulfeto de hidrogênio e óxidos de nitrogênio podem causar reações químicas, corrosão e defeitos em produtos.

Uma vez entregue, o dióxido de carbono deve ser usado em um processo industrial ou armazenado com segurança para evitar sua liberação na atmosfera. Os locais de armazenamento mais frequentemente selecionados são as formações geológicas cavernosas, embora o sequestro em águas profundas esteja atraindo um interesse crescente.

Ao armazenar o dióxido de carbono em formações geológicas, ele é injetado nas profundezas do subsolo, geralmente mais de um quilômetro abaixo do nível de lençóis freáticos, em locais cuidadosamente selecionados e monitorados. Os locais escolhidos normalmente são reservatórios subterrâneos pré-existentes, incluindo campos de petróleo e gás natural esgotados, aquíferos salinos profundos e depósitos de carvão que não podem ser minerados. Essas formações rochosas porosas são geralmente cobertas por uma “rocha de cobertura” não porosa para evitar o vazamento de CO₂.

O armazenamento subterrâneo é um método seguro de sequestro de dióxido de carbono por milhares de anos. O USGS (U.S. Geological Survey, instituto de pesquisas geológicas dos EUA) estima que os Estados Unidos têm formações geológicas para armazenar aproximadamente 3.000 gigatoneladas métricas de dióxido de carbono. No entanto, a seleção de locais de armazenamento adequados requer amplos levantamentos geológicos e modelagem para garantir a integridade da formação. Esse processo também visa minimizar os possíveis riscos, como a sismicidade induzida e os impactos sobre os recursos hídricos subterrâneos.

Embora o armazenamento geológico continue sendo a opção mais viável para um futuro próximo, os pesquisadores continuam a explorar métodos alternativos. A carbonatação mineral, por exemplo, imita os processos geológicos naturais ao reagir o dióxido de carbono com elementos da terra para formar minerais de carbonato estáveis, retendo efetivamente o carbono por longos períodos de tempo. Embora o armazenamento de longo prazo seja promissor, esse método demanda muita energia e enfrenta obstáculos em termos de custo, escalabilidade e acesso a recursos.

Como alternativa, o dióxido de carbono pode ser injetado em formações rochosas abaixo do leito marinho. O Mar do Norte, na Europa, por exemplo, tem o potencial de armazenar aproximadamente 100 bilhões de toneladas de dióxido de carbono em suas vastas camadas de arenito. Isso equivale a quase três anos de todo o dióxido de carbono emitido globalmente.

A medição e o monitoramento precisos com a instrumentação correta são essenciais em toda a cadeia de CCUS para garantir a eficiência do processo, a segurança e a integridade ambiental. Durante o transporte, a pressão, temperatura, vazão e qualidade do dióxido de carbono devem ser medidas nos dutos e nos terminais para garantir um transporte seguro e uma transferência de custódia precisa.

Independentemente do método de armazenamento escolhido, o monitoramento abrangente é fundamental para garantir a integridade do local a longo prazo e evitar o vazamento de CO₂ de volta para a atmosfera. O rastreamento eficaz do dióxido de carbono nos reservatórios de armazenamento exige tecnologias avançadas e sistemas sofisticados de detecção de gás para manter-se informado sobre seu movimento e comportamento. Uma medição contínua e robusta ajuda a detectar possíveis anomalias e vazamentos logo no início, fornecendo uma notificação imediata para que a equipe possa intervir e minimizar os riscos ambientais.

Uma vez capturado, é preciso tomar decisões sobre o destino do dióxido de carbono e os meios para levá-lo até lá. Pesquisas contínuas e investimentos significativos das partes interessadas públicas e privadas são essenciais para ampliar a infraestrutura de transporte e armazenamento necessária para reduzir as emissões de GEE. Isso melhorará os recursos tecnológicos e a viabilidade econômica dos equipamentos de CCUS, facilitando sua ampla adoção na indústria.

A captura de CO₂ de fluxos de processos de produtos industriais é um primeiro passo crucial na cadeia de valor da CCUS. No entanto, seu sucesso a longo prazo depende do desenvolvimento de soluções seguras, eficientes e sustentáveis de transporte, uso e armazenamento permanente. Os principais candidatos ao transporte são os dutos, veículos terrestres e métodos marítimos, enquanto as formações geológicas estão bem preparadas para o armazenamento.

A otimização da eficiência e o desenvolvimento de outras opções exigem o alinhamento entre governos, fabricantes de processos, pesquisadores e comunidades para enfrentar os desafios técnicos, econômicos, regulatórios e sociais. Contudo, espera-se que o investimento nesses recursos aumente o impacto positivo da CCUS sobre as reduções de GEE nas próximas décadas, ajudando a indústria a atingir metas ambiciosas de zero carbono para criar um futuro mais sustentável.