A injeção de CO2 no subsolo é implementada há dez anos em várias localizações de todo o mundo, particularmente nos setores do gás e do petróleo. Na Europa, o projeto Sleipner, conduzido pela Statoil na Noruega, já armazenou cerca de 10 milhões de toneladas de CO2 sob o Mar do Norte (desde 1996). Outros projetos de grande escala no mundo são o In Salah, gerido pela BP e pela Statoil na Argélia, e o Weyburn, no Canadá. Os maiores projetos de armazenagem de CO2 em que participam empresas européias são o projeto Sleipner, no Mar do Norte (Statoil), e o projeto de In Salah, na Argélia (Statoil, BP e Sonatrach). Ambos passam pela separação do CO2 do gás natural – processo que já tem de ser efetuado antes de o gás poder ser vendido – e pela armazenagem do CO2 em formações geológicas subterrâneas. O projeto Sleipner foi estimulado pela imposição aplicada pela Noruega ao CO2, bastante mais elevada do que o custo por tonelada de CO2 armazenada na formação geológica de Sleipner. O projeto de In Salah integra-se no sistema interno de comércio de emissões de dióxido de carbono da própria BP.
O projeto de Vattenfall, em Schwartze Pumpe , na Alemanha, e o projeto CAC da Total, na bacia de Lacq, em França, são outros projetos em fase de demonstração. A plataforma tecnológica européia para centrais elétricas alimentadas a combustíveis fósseis com taxa de emissão nula (European Technology Platform on Zero Emission Fossil Fuel Power Plant, ETP-ZEP), uma iniciativa do setor apoiada pela Comissão, identificou cerca de 15 projetos de demonstração à escala real com condições para avançar, logo que se disponha do necessário enquadramento econômico.
Embora as componentes individuais da cadeia da CCS – a captura, o transporte e o armazenamento de CO2 – gozem de uma perfeita compreensão e se encontrem já operacionais, o desafio reside em combinar estes elementos numa tecnologia totalmente integrada e comercialmente viável. É para este fim que estão a ser desenvolvidas várias tecnologias de CCS com vista à sua utilização no setor da energia. O objetivo da Europa é ter em operação 12 fábricas-piloto de CCS com a necessária capacidade até 2015 e tornar a tecnologia comercialmente viável até 2020.
As formações geológicas de armazenamento têm de ser geridas com segurança para evitar a fuga do CO2 injetado, o que pode ser alcançado através da seleção dos locais mais adequados e da implementação de condições rigorosas para a sua operação, manutenção e monitorização. Essas condições estão previstas numa proposta legislativa que pretende encorajar a utilização segura da CCS, apresentada pela Comissão Européia em Janeiro de 2008.
No exterior, empresas como a Shell, Vattenfall, BP, Dong Energy, ArcelorMittal, Gassnova, Gassco, Statoil e Petrobras participam do projeto 'CO2 Pipetrans', que desenvolve tecnologias para o transporte do gás em alta concentração e de alta pressão em gasodutos. Já o 'CO2 Qualstore', está voltado para selecionar os locais de armazenamento geológico do gás, e conta com metodologia para a ajuda na tomada de decisões, critérios de qualificação e o armazenamento seguro. Além das companhias que integram o projeto anterior, fazem parte deste estudo a RWEAG, Halliburton, Schlumberger, Carbon Services, DNV, IEA, exceto a Shell e ArcelorMittal.
Um terceiro estudo chamado de 'Capture Project', busca tecnologias viáveis de captura e seqüestro geológico de carbono, com meta para serem usadas a partir de 2012, oferecendo redução de custos, comparados com os atuais. A Chevron, Shell e Petrobras estão juntas nessa iniciativa, assim como outras companhias.
4.1 O Leste no horizonte
O crescimento atual e futuro da procura de energia a nível mundial, particularmente com base em combustíveis fósseis, obriga a CCS a assumir um papel global. O rápido desenvolvimento de economias emergentes, como a China e a Índia, está a ser acompanhado por fortes aumentos na sua procura de energia e nas suas emissões de CO2. De acordo com as últimas estimativas, a China constrói em média duas centrais de energia de grande dimensão e alimentadas a carvão por semana, cada uma das quais produzindo emissões de CO2 de dimensão equivalente à de dois milhões de automóveis.
A CCS proporciona uma forma de lidar com estas emissões, razão pela qual a UE está a colaborar com a China com vista ao desenvolvimento da CSS e de outras tecnologias limpas. A cooperação no âmbito das Emissões Quase Nulas do Carvão (NZEC - Near Zero Emissions Coal), ou seja, a investigação, desenvolvimento e implementação de tecnologias CCS e de carvão limpo, constitui um elemento central da Parceria UE-China para as Alterações Climáticas, estabelecida em 2005. O principal objetivo visa demonstrar a viabilidade da tecnologia NZEC na China e na UE. No âmbito dessa iniciativa, será construída na China uma unidade de demonstração de emissões quase nulas até 2020, projeto cuja fase inicial se encontra já em curso.
A China também se associou com o Reino Unido, numa iniciativa com o objetivo de abordar o desafio de aumentar a produção de energia a partir de carvão na China e na necessidade de combater o crescimento das emissões de dióxido de carbono (CO2). As emissões de dióxido de carbono provenientes do uso de carvão da China estão aumentando e irão duplicar para mais de 5.000 milhões de toneladas por ano até 2030 [IEA World Energy Outlook 2007].
Assim, o presente estudo realizou um levantamento dos principais projetos de Seqüestro Geológico de CO2 em desenvolvimento no Brasil e no Mundo.
4.2 NORUEGA
Desde 1996, a Noruega separa um milhão de toneladas de CO2 por ano do campo de gás natural Sleipner, reinjetando-o numa formação geológica a mil metros de profundidade abaixo do leito marinho do Mar do Norte. Diversos projetos de pesquisa financiados pela UE monitorizaram o depósito de CO2 perto de Sleipner, verificando que não houve qualquer vazamento.
Figura 4.1– A plataforma de processamento de CO2 Sleipner T (esq) e a plataforma Sleipner A (direita) no Mar do Norte. (Fonte: Statoil)
Figura 4.2 – Seção da área de injeção da plataforma Sleipner (Fonte: Statoil)
Atualmente um milhão de toneladas de CO2 é armazenado anualmente na formação geológica Utsira a cerca de 1000 metros abaixo do fundo do mar. Isto é o equivalente às emissões de 300 000 carros.
O reservatório Utsira está sendo monitorado por investigadores noruegueses e estrangeiros. A União Européia contribui para o financiamento.
Na costa Oeste da Noruega, o Governo faz grandes investimentos no centro tecnológico de Mongstad para atingir a meta de um parque completo onde 1,3 milhões de toneladas de CO2 por ano serão capturados de uma termoelétrica.
Foto 4.3: Alligator film / BUG / StatoilHydro. (Fonte: Statoil)
4.3 INGLATERRA
Petróleo e gás têm sido extraídos do campo The Miller, no Mar do Norte, entre as costas noroeste européia e a Grã-Bretanha, por mais de duas décadas, mas hoje, com a produção em declínio, a região poderá ser usada para um fim bem diferente: ajudar a atacar as mudanças climáticas[15].
Cientistas de uma das gigantes do Petróleo, a British Petroleum (BP), trabalham com oficiais do Departamento de Indústria e Comércio da Grã-Bretanha em um projeto que irá enterrar milhões de toneladas de dióxido de carbono (CO2) sob o fundo dos oceanos.
A captura e estocagem do CO2 não é um processo recente, mas o projeto Miller pode ser o primeiro britânico. Neste esquema, o dióxido de carbono emitido por estações de energia será liquidificado, bombardeado de volta ao oceano (através de um oleoduto desativado) e estocado em poços vazios.
Cientistas estimam que, em media, apenas um único projeto poderia remover 1 milhão toneladas de CO2 da atmosfera a cada ano – o equivalente a emissões liberadas por 100 mil carros de passeio no mesmo período. "A melhor opção, é claro, é a eficiência energética, porém esta técnica é atrativa já que você pode reduzir de 85% a 95% as emissões de CO2 de um processo específico", disse o analista sênior da Agência Internacional de Energia (IEA), Dolf Gielen, em Paris.
Na semana passada a BP confirmou que projetos de estocagem de carbono são praticados no Mar do Norte, entretanto não revelou em qual plataforma de extração estão sendo feitas as investigações.
Mesmo assim, a companhia não esconde seus interesses na atividade e já opera um plano em plataformas de extração de gás natural na Argélia. No início do ano, o chefe executivo da BP, Lord Browne, foi claro sobre a atratividade do trabalho. "Nossa Companhia estima que as reservas no Mar do Norte podem estocar todo o CO2 produzido em 60 anos pela geração energética da Europa", disse.
Segundo Browne, isso é o que a empresa busca hoje – pegar um poço de petróleo desativado e, com os equipamentos adequados, enchê-lo de dióxido de carbono. A BP é a única das grandes empresas de petróleo que investiga os benefícios desta prática atualmente. Segundo o IEA existem cerca de 150 projetos em andamento em todo o mundo.
A maioria destes planos de pesquisa, entretanto, são ainda relativamente modestos. O diferencial do projeto Miller é que pode ser muito maior e, se bem sucedido, poderá liderar ums série de outros em poços de petróleo e gás da região que secarão nos próximos 20 anos.
Além disso, o secretário de estado para as alterações climáticas, Ed Miliband [16], declarou que as novas centrais a carvão terão de possuir uma capacidade de captura de dióxido de carbono sobre pelo menos 400 MW da sua potência desde o primeiro dia de funcionamento. Este valor é cerca de um quarto da capacidade média deste tipo de centrais. Acrescentou também que as centrais vão ter de provar que os seus sistemas de CCS podem ser adaptados de forma a capturar 100% das suas emissões até 2025.
Figura 4.4 - Ed Miliband, o secretário de estado britânico para a energia e alterações climáticas.
Segundo Miliband, está planeada a construção de pelo menos três centrais integradas com uma mistura de tecnologias CCS de pré e pós-combustão. O governo tenciona igualmente criar uma tarifa comparticipada que incentive a implementação deste gênero de sistemas, o poderá aumentar os preços da eletricidade entre 1% e 2% até 2020.
O Reino Unido deverá receber brevemente 300 milhões em euros de fundos comunitários com vista ao desenvolvimento de sistemas CCS, um valor que o governo quer aumentar através de leilões de emissões para o período pós-2013. As centrais de demonstração vão ser construídas em clusters de forma a permitir partilhar as infraestruturas de transporte e armazenamento offshore previstas para o Mar do Norte.
ESTADOS UNIDOS
Nos Estados Unidos, por exemplo, a ExxonMobil e a General Electric estão entre os diversos patrocinadores de um projeto de Energia e Mudanças Climáticas da Universidade de Stanford, que estuda os mecanismos de estocagem e Monitoramento de CO2 sob o solo.
Os E.U.A. tem de longe as mais brilhantes perspectivas para aplicação de longo prazo comercial. Isto porque:
a) Várias bacias parecem ser geologicamente adequados
b) grandes quantidades de CO2 são acessíveis através do já existente sistema de oleodutos
c) a infra-estrutura de gasodutos de gás natural e mercados de destino são bem desenvolvidos,
d) as empresas de produção americanas tem experiência e confiança em investir em tecnologia e desenvolvimento do campo
e) as empresas de serviços e fabricantes de equipamentos competem em um mercado de fornecimento eficiente, minimizando custos de desenvolvimento.
Três bacias americanas (San Juan, Uinta, Raton) parecem ter um potencial especial para recuperação. Outras bacias (Appalachian, Warrior, etc) têm menor permeabilidade e não são discutidos aqui, mas essas áreas também podem ser adequados para recuperação forçada.
Projeto de Recuperação avançada de metano em camadas de carvão (Enhanced Coal-Bed Methane Recovery Project) (Canadá)
A empresa canadense EnCana, a maior produtora independente de gás natural da América do Norte, opera o campo petrolífero de Weyburn, no sul de Saskatchewan. Essas operações petrolíferas começaram em 1954. O campo representa 10% do total de petróleo da EnCana, e sua produção está diminuindo. [17]
Em 1997, a EnCana começou a desenvolver um projeto de melhora da recuperação de petróleo com injeção de CO2 para prolongar a vida útil do campo de Weyburn por mais de 25 anos. O DOE e a Comissão Européia estão entre os patrocinadores da pesquisa.
A injeção de CO2 no solo de campos petrolíferos reduz a viscosidade do petróleo, aumenta seu volume e altera a sua molhabilidade, ou adesividade, possibilitando que as empresas aumentem sua produção.
Weyburn combina seqüestro de carbono e melhora da recuperação de petróleo, diz S. Julio Friedmann, que lidera a Iniciativa Armazenamento de Carbono do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, do DOE, na Califórnia. "Eles obtêm dióxido de carbono da Usina de Gaseificação das Grandes Planícies em Beulah, Dakota do Norte. A razão do projeto foi meramente econômica".
O campo petrolífero, construído há 50 anos, precisava aumentar a recuperação de petróleo e, para tanto, de suprimento de dióxido de carbono, disse Friedmann. A usina elétrica mais próxima era a Grandes Planícies e, por ser uma usina de gaseificação, nela a captura de CO2 é mais barata do que em usinas à base de fósseis devido à temperatura e à pressão necessárias para a gaseificação. Isso permitiu que a EnCana construísse um gasoduto de 325 quilômetros e transportasse CO2 de Dakota do Norte para o sul do Canadá.
O projeto, programado para aumentar a extração de Weyburn em 120 milhões de barris de petróleo, está avaliando a demonstração em larga escala de melhora da recuperação de petróleo com injeção de CO2 e desenvolvendo novas técnicas de monitoramento e acompanhamento para entender a movimentação do CO2 no reservatório.
SUÉCIA
A Vattenfall utilizou uma tecnologia chamada Carbon Capture and Storage (CCS), um processo de seqüestro e armazenamento de carbono. Este permite capturar o dióxido de carbono gerado por gases de escape industriais de fábricas ou de centrais elétricas e comprimi-lo sob a forma líquida para que possa ser guardado a grande profundidade em formações geológicas adequadas. [18]
O CCS tem três fases distintas. A primeira é a recolha do CO2 antes que seja libertado para a atmosfera; a segunda consiste no seu transporte através de gasodutos para instalações de transformação e armazenamento; e a terceira na bombeamento do CO2 para um reservatório subterrâneo de onde não possa escapar.
A tecnologia pode vir a transformar centrais elétricas altamente poluentes em atividades neutras em emissões de carbono num futuro próximo, se o processo se mostrar eficaz. No entanto, não existe uma opinião unânime quanto ao CO2 poder ser guardado em longo prazo com segurança. Além disso, existem também tecnologias rivais que consistem no tratamento ou processamento dos combustíveis fósseis antes de serem queimados.
Estão a ser desenvolvidos projetos-piloto semelhantes na Austrália, nos Estados Unidos e no Canadá mas é no espaço da União Européia que os processos de captura de carbono mais têm avançado, em grande parte devido às suas políticas de redução de carbono. A UE possui o maior sistema de créditos de carbono do mundo e um compromisso de reduzir as suas emissões em 20% até 2020.
Companhias como a RWE, a Enel a Shell ou a BP anunciaram já intenção de instalar sistemas de CCS, mas para já a Vattenfall mantém-se à frente. Se as empresas européias conseguirem aperfeiçoar este sistema, o impacto nas políticas de combate às alterações climáticas poderá ser imenso. As centrais a carvão constituem dois quintos do energy mix mundial, percentagem que subirá para quase 50% em 2030. A Índia e a China inauguram uma central deste gênero por semana. Se os efeitos do CO2 nesta e em outras indústrias for reduzido em 80% ou 90% com um custo econômico sustentável, isso poderá limitar de forma considerável a subida da temperatura do planeta.
AUSTRALIA
As tentativas mundiais para o controle do gás carbônico emitido pelo homem parecem que começam a sair de fato do papel. Ao contrário do que diversas companhias e governos planejam fazer, plantando árvores, impedindo o desflorestamento e reduzindo as emissões dos gases do efeito estufa, cientistas australianos estudam uma maneira de controlar o CO2 já emitido, armazenando parte dele em reservatórios subterrâneos.
Figura 4.6 - uma das brocas de perfuração, em pleno funcionamento no Estado de Victoria.
Conhecido como Projeto de Geosequestração, o objetivo é capturar milhares de toneladas de CO2 do Estado de Victoria, no sul do país e armazená-lo no subsolo, a 250 quilômetros de distância da cidade de Melbourne, capital do Estado.
Peter Cook, porta-voz e diretor do Centro de Pesquisas Tecnológicas de Gases do Efeito Estufa, informou que o arenito e sedimentos de barro disponíveis no subsolo daquela área provê as condições ideais para armazenamento de grandes quantidades de CO2. Em entrevista à rede de tv pública da Austrália, Cook disse que existem riscos envolvidos, mas está confiante no projeto, orçado em 25 milhões de dólares.
Figura 4.7 - Gráfico mostra o processo simplificado de geo-armazenamento.
"Em termos de tecnologia, este é o mais avançado projeto deste tipo em todo o mundo e permitirá monitorar como o dióxido de carbono se moverá e reagirá entre as rochas", disse Cook.
No entanto, críticos do projeto de geosequestro questionam a segurança e estabilidade do dióxido de carbono armazenado no subsolo, e citam a possibilidade de vazamento ou erupções.
O projeto, ainda em fase de construção na região oeste do Estado de Victoria, prevê o armazenamento de grandes quantidades de gás dois quilômetros abaixo do solo ou do leito submarino. Segundo Cook, existem várias opções de geo-armazenamento do CO2 e todas elas serão estudadas. A mais básica, ilustrada no diagrama acima e já em andamento, consiste em capturar as emissões produzidas em uma usina termo-elétrica e conduzí-las à uma estação de triagem, onde o CO2 será separado do metano e comprimido a altas pressões. Em seguida o CO2 será conduzido por dutos especiais e injetados 2 mil metros abaixo do solo, onde ficará armazenado.
ALEMANHA
Na Alemanha, os primeiros trabalhos visando armazenagem de CO2 tiveram início no fosso de teste em Ketzin, em Berlim. O objetivo do Centro Nacional de Pesquisas em Geociências daquele país é estocar 60 mil toneladas de dióxido de carbono até o final do projeto. A quantidade de gás que os pesquisadores esperam aprisionar no subsolo em dois anos corresponde à que a população da cidade de Potsdam – com aproximadamente 145 mil habitantes – expira no mesmo período.
DINAMARCA
Em Esbjerg, Dinamarca, foi inaugurada no ano passado a maior instalação de CCS do mundo, financiada pela União Européia, através do projeto CASTOR (CO2 from Capture to Storage).
FRANÇA
A empresa francesa Alstom firmou recentemente um acordo com a polonesa PGE para instalar até 2011 em Belchatow, Polônia, uma usina com capacidade para capturar 100 mil toneladas de CO2 por ano. Trata-se de uma tecnologia de captura avançada, baseada no uso de aminas, a custos energéticos bem menores do que as técnicas tradicionais de absorção. Outros três projetos-piloto da Alstom estão em curso na Alemanha, Suécia e Estados Unidos.
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