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Para transformar um planeta em constante aquecimento, devido à emissão crescente de gases de efeito estufa, em um mundo quase neutro em carbono, é necessário um conjunto de ferramentas e métodos para descarbonizar as economias, o que inclui a adoção em larga escala de fontes de energia renováveis, a eletrificação de veículos, a restauração e preservação de florestas e o investimento em CCUS, termo em inglês para captura de carbono, utilização e armazenamento (carbon capture, utilisation and storage).

A ideia das tecnologias de CCUS é capturar dióxido de carbono para armazenamento no subsolo, em locais específicos, ou para reutilizá-lo em processos industriais das próprias empresas - a Petrobras, por exemplo, realiza a reinjeção de carbono em nove plataformas de petróleo como forma de manter a pressão interna no reservatório e aumentar a quantidade de óleo extraído. Um dos pontos de atenção, porém, é que a utilização de CO2 é limitada, apesar de haver pesquisas em andamento para aumentar esse potencial - como transformar CO2 em combustível, por exemplo.

"O nosso problema com as emissões é muito grande, e hoje não existe demanda para tanta reutilização de carbono", avalia Nathalia Weber, engenheira e cofundadora da CCS Brasil, organização sem fins lucrativos que visa estimular as atividades de captura e armazenamento de carbono no país, em entrevista ao Um Só Planeta. "Tem muito CO2 sendo emitido e vai continuar sendo porque a demanda por energia no mundo é crescente, não decrescente. As estimativas que a gente tem hoje, da Agência Internacional de Energia, é que, num cenário de carbono zero, 95% do carbono a ser capturado em 2030 precisa ser armazenado."

A captura de carbono para armazenamento (CCS) consiste basicamente em três métodos: capturar CO2 diretamente das chaminés de indústrias e usinas termoelétricas, via filtros; remover carbono presente na atmosfera por meio de grandes exaustores (chamado de DACCS, sigla em inglês para Captura Direta do Ar com Armazenamento de Carbono); e remover carbono da atmosfera em um processo conjunto com a geração de bioenergia (BECCS, em inglês), como etanol, biogás e queima de biomassa. A destinação é a mesma: armazenar o gás em formações geológicas profundas, de forma permanente.

Potencial de aplicação de CCS no Brasil

Segundo o 1º Relatório Anual da CCS Brasil, o país possui um potencial de captura de carbono que pode chegar a quase 200 milhões de toneladas por ano, o que representa 12% do total das emissões de CO2 nacionais. "Se o Brasil conseguir de fato colocar esses projetos de descarbonização em prática, isso o deixaria entre os líderes mundiais na captura de carbono e no combate ao aquecimento global", afirma Nathalia. O relatório será lançado em um evento online no dia 16 de maio, às 16h.

O objetivo da entidade é fazer a ponte entre todos os participantes dessa cadeia produtiva, que incluem empresas financiadoras, indústrias, governos, universidades e a sociedade, visando o desenvolvimento desse mercado. Por exemplo, uma empresa que captura carbono no seu processo industrial depende de outra para fazer o transporte via rede de dutos ou caminhões-tanque e ainda de uma terceira que tenha a expertise e o local para enterrar.

"A gente entendeu que faltava alguém para fazer a ponte, e no meio de tudo isso não tem só o capturador, o transportador e o armazenador, tem toda a cadeia de fornecimento que vai surgir disso, para vender compressores e construir a infraestrutura, por exemplo", contextualiza Isabela Morbach, advogada e cofundadora da CCS Brasil, em entrevista. No momento, ela conta que existem quatro grandes empresas brasileiras investindo dinheiro em pesquisa para desenvolver seus projetos de captura e armazenamento.

O relatório aponta que o potencial para a redução de emissões por projetos de CCS está relacionado especialmente às atividades nos setores de energia e indústria, que é onde existe uma fonte estacionária - basicamente, uma chaminé. "Todas as indústrias que utilizam combustíveis fósseis em seu processo produtivo ou que precisam de combustível de alta densidade energética possuem mais dificuldades para diminuir as suas emissões, como siderúrgicas, cimenteiras, indústrias químicas e refinarias", explica Nathalia. Já as emissões do setor de energia estão relacionadas principalmente à geração de eletricidade em termelétricas, utilização de energia na indústria e produção de combustíveis fósseis, como petróleo e derivados, gás natural e carvão mineral.

"Apesar do Brasil ser conhecido por ter uma matriz energética limpa, os combustíveis fósseis representaram 53% da oferta de energia do país em 2021. Por isso, as tecnologias de CCS são reconhecidas como uma das principais ferramentas para descarbonização de processos industriais, principalmente quando se busca alternativas para o parque industrial existente", explica a engenheira, fazendo referência aos dados mais recentes do Balanço Energético Nacional.

O relatório da CCS Brasil aponta que, em 2021, o total de emissões antrópicas associadas à matriz energética brasileira e ao setor industrial, com base nos dados do Sistema de Estimativa de Emissões de Gases de Efeito Estufa (SEEG), foi de 494,4 milhões de toneladas, sendo 409,6 do setor de energia e 84,8 da indústria. Segundo o relatório, o potencial para a captura de CO2 no setor energético chega a 130 milhões de toneladas por ano provenientes de combustíveis fósseis, o que representa 32% das emissões no setor. Outros 24 milhões podem ser capturados nas atividades industriais e mais 39 milhões na geração de bioenergia, totalizando 200 milhões de toneladas de CO2 passíveis de serem capturadas e armazenadas no Brasil.

As emissões da geração de bioenergia não entram nas estimativas de emissões de gases de efeito estufa, porque o CO2 é proveniente de fonte renovável, chamada de biogênica. A captura dos gases provenientes da biogeração é feita também nas chaminés dessas fábricas. "Como a gente está lidando com CO2 biogênico, que foi utilizado pelas plantas no seu processo de crescimento e portanto já foi capturado uma vez, a gente está efetivamente removendo CO2 da atmosfera ao aplicar CCS", diz Nathalia.

Regiões que mais emitem CO2

Entre as regiões brasileiras com potencial de captura de carbono, segundo o documento da CCS Brasil, o Sudeste lidera, com mais de 48% das oportunidades. O estado de São Paulo sozinho possui um volume perto de 40 milhões de toneladas de gás carbônico para CCS (20%).

Ao se considerar somente o potencial para captura para a produção de bioenergia as regiões Sudeste e Centro-Oeste concentram as principais fontes de bioenergia, com 87% do volume total. O estado de São Paulo também lidera aqui, com potencial de capturar mais de 15 milhões de toneladas de CO2, sendo que 60% desse valor é proveniente de plantas de etanol.

Nathalia ressalta que o potencial para CCS calculado pela entidade tem a ver com a captura, ou seja, a presença de fontes emissoras, pois não há sentido em fazer o carbono viajar grandes distâncias. "É preciso haver compatibilidade entre a fonte de emissão de CO2 e o local de armazenamento, principalmente quanto às opções de transporte e as distâncias. Ao garantir esse equilíbrio, é possível maximizar a eficiência do projeto e otimizar os recursos utilizados", afirma. Entre as possibilidades de modais estão gasodutos, caminhões, trens e navios, sendo que a decisão de qual deles usar deve considerar as características físicas e econômicas da região e o conceito de cada projeto.

Potencial para o armazenamento

O armazenamento geológico é a principal tecnologia de destinação do dióxido de carbono capturado. "O CO2 fica aprisionado nos poros ou fraturas das rochas em altas pressões, em grandes profundidades, e pode reagir com fluidos e minerais por mecanismos químicos e físicos, de modo a aumentar a estabilidade do armazenamento sem retornar à atmosfera", explica Nathalia.

Entre as principais áreas com características geológicas favoráveis para armazenamento de carbono, a pelo menos 800 metros de profundidade, estão as bacias sedimentares, onde existem os reservatórios depletados de óleo e gás (que já foram explorados), as porções de aquíferos hipersalinos (que são impróprios para qualquer tipo de consumo ou aproveitamento humano ou animal) e camadas de carvão não mineráveis (terceira opção, em menor quantidade e mais cara para armazenar).

"O reservatório que tem a estrutura geológica capaz de armazenar petróleo e gás tem a mesma estrutura capaz de armazenar CO2", diz Isabela. Depois de retirado todo o petróleo, o espaço antes ocupado por ele - poros nas rochas - fica vago para ser ocupado pelo dióxido de carbono que será introduzido. No caso dos aquíferos hipersalinos, existem algumas possibilidades de reação química, sendo a mais comum a dissolução do CO2 na água, além da mineralização, numa reação que faz o carbono virar rocha.

O relatório destaca que as principais áreas com potencial para armazenamento de carbono no Brasil, identificadas com base no que existe de informação disponível hoje sobre o subsolo, são as Bacias Sedimentares de Santos, Campos, Potiguar, Recôncavo, Amazonas-Solimões e Paraná, que contêm ou podem conter os três tipos de reservatórios em suas vastas extensões. A Bacia de Parecis foi incluída nas áreas de interesse devido ao anúncio de projeto de CCS em estudo na região. Nathália, porém, explica que são necessárias mais pesquisas e campanhas para a identificação de novas áreas com potencial de armazenamento de carbono no país.

"É possível dizer que há um potencial inexplorado para armazenamento de CO2, principalmente em regiões com bacias sedimentares que não foram alvo de grandes campanhas exploratórias para óleo e gás, e, portanto, tem escassez de informação sobre a subsuperfície", afirma, acrescentando que um potencial inexplorado para captura que não foi considerado no relatório é a produção de hidrogênio azul, a rota de produção de hidrogênio a partir de gás natural acoplada a CCS.

Desafios à implantação dos projetos

A utilização das soluções de captura e armazenamento, analisa Isabela, "enfrenta desafios significativos, que passam pela necessidade de regulação específica dessa nova atividade, por meio de um arcabouço jurídico e regulatório adequado".

Com o objetivo de preencher essa lacuna, tramita atualmente no Senado o Projeto de Lei 1.425/2022, que "disciplina a exploração da atividade de armazenamento permanente de dióxido de carbono de interesse público, em reservatórios geológicos ou temporários, e seu posterior reaproveitamento". O marco legal teve como base duas pesquisas de doutorado realizadas no Research Centre for Greenhouse Gas Innovation (RCGI) da Universidade de São Paulo, incluindo a da própria Isabela.

"Uma vez que tenhamos esse arcabouço, precisamos organizar nossa estrutura institucional para concretizar políticas e normas que possibilitem que esses projetos sejam implementados no tempo e escala necessários para contribuir com o enfrentamento às mudanças climáticas", avalia. Essa organização inclui o avanço de políticas de incentivo que promovam a viabilidade de modelos de negócios - como o estabelecimento de um mercado de carbono - e oportunizem grandes investimentos para implementação da infraestrutura das soluções de descarbonização.

O PL prevê que a empresa responsável pelas emissões tenha 30 anos de operação de injeção de CO2, prorrogáveis por mais 30, além de outros 15 a 30 anos de pós-operação, em que ocorre o monitoramento do poço fechado. "Como a atividade é nova e tem um horizonte temporal muito particular, as empresas precisavam da segurança jurídica para realizar", por isso a necessidade de legislação nos países onde há possibilidade de projetos de CSS, complementa a advogada. Passado o período de pós-operação, o projeto de lei prevê que a área de armazenamento volte a ser de responsabilidade do Estado.

"A transformação desse potencial em desenvolvimento sustentável exige uma importante cooperação entre os setores público e privado e entre os diferentes segmentos produtivos, para buscar por soluções e entendimentos que possam englobar toda a cadeia produtiva, o poder público e a sociedade", afirma. A sanção da legislação em trâmite é necessária para que os projetos de CCS avancem no Brasil.

"Aqui é importante mencionar que o que a Petrobras faz, de reinjeção de CO2 nos poços, é CCUS, sim, mas ela faz isso num contexto de técnica de exploração de petróleo. Ou seja, ela não precisa de uma nova concessão para explorar a sua concessão de petróleo", explica a advogada, acrescentando que isso é juridicamente diferente do que o poço construído exclusivamente para injetar CO2 no subsolo. A expectativa de Isabela é que o projeto passe do Senado para a Câmara ainda neste ano.

Lucy King, analista de pesquisa sênior na Wood Mackenzie, empresa de consultoria na área de energia e recursos naturais, afirma em artigo recente que "2023 será um ano marcante para a captura e armazenamento de carbono, com a tecnologia finalmente passando de um conceito de nicho para um tema de investimento convencional". Segundo ela, está "cada vez mais claro que o CCUS tem um enorme potencial para ajudar a proporcionar um futuro líquido zero". Num cenário de aquecimento global mantido abaixo de 1,5°C, o CCUS seria responsável por 15% a 20% da redução geral das emissões globais de carbono.

No futuro, Lucy diz que a adoção do CCUS será mais forte quando cinco condições principais forem atendidas:

-Demanda maior em áreas onde estão concentradas fontes pontuais de CO2 com uma vida longa pela frente;
-Armazenamento de CO2 na costa ou no mar, em aquíferos salinos ou reservatórios de hidrocarbonetos esgotados;
-Apoio do governo para ajudar a cobrir o custo do CCUS;
-Maior atividade de CCUS em locais com custos competitivos de energia, mão de obra e materiais;
-Sinergias com operações existentes e uma cadeia de suprimentos viável.

A consultoria estima que a capacidade de captura de carbono aumentará mais de sete vezes, de 50 milhões de toneladas por ano (Mtpa) hoje para cerca de 370 Mtpa até 2033. O crescimento inicial será principalmente na América do Norte e no Reino Unido, com a Ásia iniciando as operações comerciais no final da década. A capacidade de armazenamento continuará superando a capacidade de captura até o início da década de 2030, subindo de 75 Mtpa hoje para mais de 500 Mtpa até 2033. O Sudeste Asiático, o Oriente Médio e o Norte da África devem crescer a partir do final da década de 2020, mas os quatro principais países hoje - EUA, Reino Unido, Canadá e Austrália - ainda serão dominantes, com dois terços da capacidade global de armazenamento em 2033.

Em termos financeiros, a estimativa da consultoria é que mais de US$ 150 bilhões sejam investidos até 2030, sendo US$ 80 bilhões gastos em captura, principalmente em setores de alto custo, como geração de energia, refino de petróleo e cimento, e US$ 70 bilhões destinados a projetos de transporte e armazenamento.

"Embora as perspectivas sejam altamente positivas, esse nível de crescimento não é garantido. Para que o pipeline de projetos se materialize, a colaboração em toda a cadeia de valor entre emissores, fornecedores de tecnologia e desenvolvedores de hubs será vital", avalia Lucy, que também vê a regulamentação e o apoio político como fundamentais para a aceitação do CCUS em muitos países. "Embora a América do Norte e a Europa tenham as políticas mais avançadas, nenhum país ainda descobriu a abordagem correta e totalmente coordenada. Isso será vital para que o CCUS atinja seu potencial."

Existem riscos?

Sim, mas eles são improváveis, garantem as cofundadoras da CCS Brasil. "A gente faz uma análise das características do reservatório, para entender o contexto em que o CO2 vai ser injetado e a corrente de gás que está vindo das fontes emissoras, então é feito o desenho do projeto, com diversas simulações dinâmicas de reservatório que vão dar conta de mais de 100 anos de armazenamento, permitindo assim a execução de uma forma que seja adequada a esse reservatório, com otimização da capacidade, da injetividade e da segurança", explica Nathalia.

Como as reações químicas do CO2 no subsolo podem afetar as construções dos poços de petróleo em funcionamento, os poços de armazenamento possuem características diferentes e precisam ser construídos a distâncias seguras dos de extração - um mapeamento fácil de ser feito, segundo elas, porque os dados de localização das plataformas são abertos.

Riscos de vazamento também são improváveis, mas caso ocorram, causarão uma mudança no pH de um ecossistema aquático, durante algum tempo, ou um excesso de CO2 no ar. O que dificulta esse cenário, segundo as especialistas, é a própria composição do solo, que lembra uma esponja de louça, cheia de furinhos, no qual a água vai se espalhando aos poucos. "No solo, os furinhos onde o gás passa são muito pequenos, invisíveis a olho nu, então o processo é muito lento. Para que saia uma grande concentração de CO2 do solo em um curto espaço de tempo, teria que haver uma série de erros grosseiros", afirma Nathalia.

Por menor que seja a probabilidade de risco, a legislação prevê que eles sejam mapeados para que a injeção seja autorizada. "O arcabouço legal e regulatório vem com muito rigor na hora de selecionar o local e definir as ferramentas de monitoramento. A obrigação legal é que haja um monitoramento que vai captar qualquer erro rapidamente, portanto as consequências também podem ser mitigadas antes que elas aconteçam", explica Isabela. A tecnologia de captura e armazenamento se mostra promissora e viável, no entanto, ela não substitui o fato de que o mundo precisa acelerar a transição energética e reduzir suas emissões nocivas.