Os cientistas estão intensificando os esforços para transformar o CO2 residual da indústria em produtos químicos, como o metanol, em uma tentativa de reduzir as emissões e fornecer uma nova fonte de matéria-prima para uso como combustível, cimento e produção de alimentos.

É parte de uma estratégia para deter o aquecimento global, reduzindo a quantidade de CO2 que liberamos no ar e, em seguida, reutilizando-o - uma técnica conhecida como captura e utilização de carbono (CCU).

Em uma instalação administrada pela Carbon Recycling International (CRI) ao lado da pitoresca Lagoa Azul no sudoeste da Islândia, agua, energia e dióxido de carbono residual de uma usina geotérmica próxima estão sendo usados ​​para fazer metanol, que pode ser misturado com gasolina para mover carros ou transformado em uma variedade de produtos químicos.

“Pegamos o CO2 originalmente dissolvido no vapor vindo do subsolo e reutilizamos parte dele como matéria-prima em nosso processo, "disse Ómar Freyr Sigurbjörnsson, ex-diretor de pesquisa e agora chefe de vendas e marketing do CRI.

A CRI construiu sua planta de demonstração em 2012 e se tornou a primeira empresa do mundo a produzir e vender metanol feito de CO2 residual. Desde 2014, a planta pode fabricar cerca de 4, 000 toneladas de metanol por ano, que é vendido em outros países europeus.

Este montante é uma gota no oceano por enquanto, já que cerca de 80 milhões de toneladas de metanol são produzidas anualmente. Por meio de um projeto chamado Circle Energy, O CRI está realizando um estudo de viabilidade para expandir suas operações. O CRI pretende construir dezenas de instalações na Europa que combinam energia renovável com gás CO2 residual para produzir metanol, começando com uma instalação muito maior na Noruega, onde usará energia hidrelétrica para fazer 100, 000 toneladas de metanol por ano. O plano é começar a construir em breve e concluir as instalações até 2021.

Sustentável

O processo da CRI é muito mais sustentável do que a produção regular de metanol. Na Europa e nos EUA, a maior parte do metanol é feita com gás natural, enquanto na China o carvão é usado.

O processo CRI começa usando a energia renovável para eletrolisar a água, que é uma maneira de quebrar as moléculas de H2O em oxigênio e hidrogênio usando eletricidade. O hidrogênio reage com o CO2 residual com o auxílio de produtos químicos especiais chamados catalisadores. Isso produz metanol, que é feito de quatro átomos de hidrogênio, um de carbono e outro de oxigênio. O único gás residual é o oxigênio, que é emitido para o ar ou usado de outras maneiras.

Na Noruega, O CRI usará energia renovável e desperdiçará gás CO2 da indústria próxima para fabricar metanol mais verde, que então entrará em tintas, plásticos, solventes, Cola, componentes de combustível, e mais. Esta forma de fazer metanol reduz as emissões de carbono em 90% em comparação com o uso de combustíveis fósseis.

"Somos capazes de vender nos mesmos mercados de combustível na Europa que outro metanol de combustível fóssil, mas temos um preço premium, "disse Sigurbjörnsson.

O metanol também pode ser armazenado e transportado de locais de produção de energia renovável para onde estão os consumidores. “Podemos converter energia renovável em energia química que pode ser armazenada por um longo tempo, e pode ser movido por longas distâncias sem perder energia. Tem essas vantagens sobre, digamos, a tecnologia de bateria, "disse Sigurbjörnsson.

CRI, que descobriu como usar gases residuais de indústrias como a siderurgia e a siderurgia, também planeja fazer um bom uso do CO2 residual de usinas de energia e fábricas de cimento.

"Planejamos ter mais parceiros co-investindo conosco, como empresas de energia, empresas químicas e diferentes setores, "Sigurbjörnsson disse." Nosso foco é desenvolver a tecnologia e licenciar e vender o equipamento que vem com ela. "

Isso pode reduzir as emissões, mas não vai engolir todo o CO2 da indústria.

Relatório

O recente relatório histórico do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas alertou que o mundo precisa limitar o aumento da temperatura a 1,5 ° C. Isso requer muitas soluções e várias tecnologias.

“Como o setor industrial emite 40% de todo o dióxido de carbono, estamos tentando capturá-lo da chaminé e fazer algo útil com ele, "disse a Professora Patricia Luis Alconero da UC Louvain, na Bélgica, que acaba de iniciar um projeto ambicioso para transformar o CO2 residual em produtos químicos úteis.

Seu projeto, CO ₂ Vida, é inspirado pela natureza. "Nosso processo analisa a forma como a natureza absorve CO2 para seus próprios fins. Tentamos copiar o uso de enzimas pela natureza, mas de uma forma mais eficiente e que usa tecnologia de membrana, " ela disse.

A tecnologia atual para captura de carbono usa aminas líquidas, produtos químicos caros e tóxicos com grande afinidade por moléculas de CO2, mas o custo e a sustentabilidade do processo são preocupantes. Para gerar energia e capturar CO2 em uma usina de combustível fóssil, por exemplo, um adicional de 30% a mais de energia precisa ser gerado.

Membranas

Para desenvolver este processo baseado em membrana, O Prof. Luis Alconero está usando sais de aminoácidos e enzimas que irão capturar e converter moléculas de CO2 em produtos químicos úteis. Em uma segunda etapa, também usando membranas, os produtos químicos serão cristalizados e recuperados como materiais puros para uso pela indústria.

"Este processo é flexível, pois dependendo das enzimas que usamos, podemos obter diferentes produtos químicos, "disse ela. Os exemplos incluem sais de carbonato, como carbonato de sódio ou cálcio, uma matéria-prima para a indústria de cimento, ou glicose.

Outras possibilidades de alto valor são compostos puros que podem ser valiosos para a indústria alimentícia. É o custo de transformar o CO2 em algo útil e o valor desse material que determina se o processo afunda ou nada.

"O CO2 é um desperdício, então realmente tem que ser um processo barato que leva a um componente interessante, "disse o Prof. Luis Alconero, que pretende construir um sistema de protótipo.

“Nosso objetivo é encontrar uma solução que seja mais ecologicamente correta do que as aminas e também resolver os problemas econômicos, " ela disse.