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Dec 23, 2023

comércio ambiental

Volume de comunicações da natureza

Nature Communications volume 13, Número do artigo: 3635 (2022) Citar este artigo

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A captura direta de ar (DAC) é crítica para alcançar metas climáticas rigorosas, mas as implicações ambientais de sua implantação em larga escala não foram avaliadas neste contexto. Realizando uma avaliação prospectiva do ciclo de vida de duas tecnologias promissoras em uma série de cenários de mitigação das mudanças climáticas, descobrimos que a descarbonização do setor elétrico e as melhorias na tecnologia DAC são indispensáveis ​​para evitar a mudança de problemas ambientais. A descarbonização do setor elétrico melhora a eficiência do sequestro, mas também aumenta a ecotoxicidade terrestre e os níveis de depleção de metais por tonelada de CO2 sequestrado via DAC. Esses aumentos podem ser reduzidos por melhorias no material DAC e eficiência no uso de energia. O DAC exibe variações regionais de impacto ambiental, destacando a importância da localização inteligente relacionada ao planejamento e integração do sistema de energia. A implantação do DAC ajuda a alcançar as metas climáticas de longo prazo, mas seu desempenho ambiental e climático depende de ações setoriais de mitigação e, portanto, não deve sugerir um relaxamento das metas setoriais de descarbonização.

Os cenários de mitigação das mudanças climáticas usados ​​pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC)1 sugerem que uma rápida descarbonização nos serviços relacionados a energia e materiais provavelmente será insuficiente para manter o aumento da temperatura média global bem abaixo de 2 °C até o final do século XXI . Espera-se que o orçamento global de carbono remanescente de 420–1170 gigatoneladas (Gt) CO2 se esgote em 10–30 anos sob as taxas de emissão anuais atuais e as Contribuições Nacionalmente Determinadas (NDCs)2 projetadas. A maioria dos cenários de emissão do IPCC ultrapassa o orçamento de carbono no início e depois remove o excesso de carbono por meio de tecnologias de remoção de dióxido de carbono (CDR), ou seja, esforços intencionais para remover CO2 da atmosfera e armazená-lo na terra ou nos oceanos na ordem de 200–1200 Gt CO2 para o ano 21002.

As estratégias de CDR incluem o aprimoramento dos sumidouros naturais de carbono acima e abaixo do solo em plantas, formações rochosas e solos, bem como soluções de engenharia escaláveis ​​projetadas para sequestrar, armazenar ou utilizar CO2 atmosférico concentrado. A Captura Direta de Ar (DAC), apesar de estar em um estágio inicial de desenvolvimento, está ganhando cada vez mais atenção e sendo reconhecida como uma estratégia promissora de mitigação das mudanças climáticas1. Dados os níveis homogêneos de concentração atmosférica de CO2 em todo o mundo, as instalações DAC podem ser implantadas em locais que fornecem energia barata e livre de carbono em abundância e/ou que estão próximas a infraestrutura de dutos, armazenamento subterrâneo ou instalações de utilização para reduzir o custo de transporte de CO23. Além disso, em comparação com a bioenergia com captura e armazenamento de carbono (BECCS), uma tecnologia CDR alternativa que facilita metas rigorosas de mitigação4, espera-se que o DAC tenha pegadas muito mais baixas nos usos da água e da terra5, reduzindo as preocupações com a segurança alimentar e a perda de biodiversidade6.

A captura e armazenamento direto de carbono no ar (DACCS) usa processos químicos ou físicos para separar o CO2 do ar ambiente e sequestrá-lo permanentemente em locais de armazenamento geológico. Devido à natureza altamente diluída do CO2 atmosférico (atualmente cerca de 415 partes por milhão), as tecnologias DACCS requerem insumos substanciais de energia e materiais, portanto, sua implantação futura e seu papel na mitigação das mudanças climáticas dependerão fortemente do design do processo e dos desempenhos tecnoeconômicos e ambientais resultantes3 . Dois tipos de tecnologias são atualmente considerados promissores do ponto de vista tecnoeconômico: DACCS à base de solvente, normalmente contando com soluções aquosas de hidróxido (hidróxido de potássio, hidróxido de sódio) para capturar CO27,8,9,10, e DACCS à base de sorvente, principalmente usando amina materiais ligados a uma ampla gama de suportes sólidos porosos11,12,13,14. DACCS à base de solvente requer calor dedicado de alta temperatura (900 °C) para regeneração de CO210. Assim, de uma perspectiva termodinâmica, as opções de fornecimento de calor são amplamente limitadas à combustão de combustíveis densos em energia, como gás natural (renovável) ou hidrogênio (renovável), enquanto abordagens de aquecimento por resistência elétrica e regeneração eletroquímica estão em desenvolvimento. O DACCS baseado em sorvente pode funcionar com calor de baixa temperatura (80–120 °C) para regeneração de CO215, oferecendo uma variedade maior de opções de fornecimento de energia térmica (por exemplo, bomba de calor, geotérmica e calor residual industrial).