A humanidade deve remover até 660 bilhões de toneladas de dióxido de carbono (CO₂) da atmosfera até o final do século para limitar o aquecimento global a 1,5°C. Isso está de acordo com o relatório mais recente do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), que baseou sua estimativa nas concentrações atmosféricas de CO₂ medidas em 2020.
A remoção de tanto CO₂ envolverá mais do que simplesmente plantar muitas árvores. Engenheiros e cientistas estão desenvolvendo tecnologias de captura direta de ar (DAC) que supostamente extraem grandes quantidades de CO₂ da atmosfera usando muito pouca terra e água.

Uma unidade DAC típica usa grandes ventiladores para empurrar o ar através de um material líquido ou sólido que pode ligar e remover CO₂, semelhante à forma como os pulmões humanos extraem oxigênio. O material é regenerado quando aquecido, deixando CO₂ concentrado.

O CO₂ concentrado pode ser armazenado permanentemente, geralmente no subsolo em reservatórios de petróleo e gás esgotados, ou usado para produzir produtos químicos úteis, como combustíveis sintéticos. Esses combustíveis liberariam CO₂ quando queimados e, portanto, são tecnicamente neutros em carbono.

Os defensores da tecnologia dizem que isso pode reduzir a necessidade de combustíveis fósseis e ajudar indústrias difíceis de descarbonizar, como a aviação, a atingir emissões líquidas zero. Outros temem que o DAC ofereça uma distração do trabalho árduo de reduzir as emissões de carbono.

Esses críticos sugerem que o alto custo de energia e os materiais usados ​​para o DAC o tornam proibitivamente caro e tão impraticável no curto prazo que resta para evitar mudanças climáticas catastróficas. O custo para remover uma tonelada de CO₂ com DAC pode chegar a US$ 600 (£ 522).

A tecnologia DAC ainda está em sua infância. A Agência Internacional de Energia (AIE) prevê que removerá 90 milhões de toneladas por ano em 2030, 620 milhões de toneladas em 2040 e 980 milhões de toneladas por ano em 2050.

Mas, do jeito que as coisas estão, apenas 19 projetos de DAC entraram em operação desde 2010, que removem coletivamente 0,008 milhão de toneladas de CO₂ a cada ano, o equivalente a cerca de sete segundos de emissões globais da produção de energia em 2021.

Os desenvolvedores de DAC estão trabalhando em projetos que removerão cerca de 1 milhão de toneladas de CO₂ por ano cada em meados da década de 2020. Mas eles podem lutar para melhorar a eficiência energética e reduzir os custos com rapidez suficiente para remover o CO₂ na escala necessária para atender às previsões da IEA para a década de 2030. Aqui está o porquê.

A implantação do DAC está ganhando força

A maior unidade em operação atualmente é a planta Orca, que foi construída pela empresa Climeworks na Islândia em 2021. Com o tamanho de dois contêineres, a Orca visa capturar e armazenar permanentemente até 4.000 toneladas de CO₂ anualmente, dissolvendo-o em água e bombeando no subsolo, onde reagirá para formar rocha.

Isso é o quanto 170.000 árvores em 340 hectares de terra absorveriam em um ano. Infelizmente, o clima frio no início de 2022 congelou as máquinas e desligou a fábrica.

A Carbon Engineering, outra desenvolvedora de DAC, planeja implantar uma unidade no Texas, nos EUA, que, segundo ela, removerá e armazenará até 1 milhão de toneladas de CO₂ por ano assim que começar a operar em 2024. Este empreendimento inclui um investimento multimilionário da United Airlines, que está tentando compensar as emissões de seus voos, bem como adquirir combustíveis sintéticos.

Combustíveis neutros em carbono podem substituir o petróleo em aviões e veículos de mercadorias de longa distância. Mas as tecnologias ar-combustível ainda precisam de um modelo de negócios mais competitivo do que a indústria de combustíveis fósseis.

É improvável que isso aconteça rapidamente, já que este último é tão bem estabelecido e subsidiado, enquanto a tecnologia por trás do ar-combustível é rudimentar e precisa de investimentos substanciais para aumentar.

Os custos estão caindo muito lentamente

A IEA estimou que a remoção de até 1 bilhão de toneladas de CO₂ por ano do ar com usinas de DAC em 2050 consumirá até 1.667 terawatts-hora de energia – o equivalente a 1% do consumo global em 2019.

Espera-se que os custos caiam para entre US$ 125 e US$ 335 por tonelada de CO₂ na década de 2030, com a perspectiva de chegar abaixo de US$ 100 até 2040. Isso dependerá das unidades DAC sendo implantadas e dos desenvolvedores aprendendo com essas unidades de demonstração, semelhante a como o custo da energia solar caiu ao longo do tempo.

O DAC pode se tornar financeiramente viável na década de 2030 se os custos em queda forem atendidos pelo aumento do preço do carbono nos regimes tributários. De acordo com o Fundo Monetário Internacional, o preço médio do CO₂ nos países onde existem impostos de carbono ou mecanismos de precificação atingiu US$ 6 por tonelada em 2022 e deve aumentar para US$ 75 até 2030.

O Sistema de Comércio de Emissões da UE precificou uma tonelada de CO₂ em US$ 90 a tonelada em 2022. A Lei de Redução da Inflação recentemente aumentou os créditos fiscais para empresas que removem e armazenam CO₂ nos EUA de US$ 50 a tonelada para US$ 180.

Mas os altos preços do carbono estão longe de ser a norma em outros lugares. Na China, o preço do carbono oscilou entre US$ 6 e US$ 9 por tonelada em 2021 e 2022.

O DAC também pode se tornar viável se o CO₂ que ele remove for monetizado. Mas isso é arriscado. Uma aplicação do DAC é a recuperação aprimorada de petróleo, que envolve o bombeamento de CO₂ concentrado no subsolo para extrair mais petróleo.

As estimativas sugerem que este método pode emitir 1,5 toneladas de CO₂ para cada tonelada removida. Embora essa estratégia pudesse reduzir as emissões líquidas da produção convencional de petróleo, ainda adicionaria carbono à atmosfera.

A oportunidade pode surgir em indústrias que precisam de CO₂ concentrado, como fabricantes de alimentos. O preço do CO₂ subiu de US$ 235 a tonelada em setembro de 2021 para mais de US$ 1.200 recentemente.

Isso ocorre porque a maior parte do CO₂ no Reino Unido é proveniente da indústria de fertilizantes, onde os preços crescentes do gás natural causaram estragos. Embora a demanda global atual seja limitada a cerca de 250 milhões a 300 milhões de toneladas por ano, o DAC poderá em breve oferecer um suprimento de CO₂ mais acessível e neutro para o clima.

Novas tecnologias podem ajudar a tornar o DAC mais barato. Por exemplo, uma start-up de DAC com sede no Reino Unido chamada Mission Zero Technologies tem como objetivo usar eletricidade em vez de calor para regenerar o material absorvente de CO₂ em unidades de DAC. Isso, afirma a empresa, reduziria em quatro vezes os requisitos de energia do DAC.

Infelizmente, as estimativas de custo para DAC são altamente incertas. Isso ocorre em parte porque eles geralmente vêm dos próprios desenvolvedores, e não de pesquisas independentes. Não há uma abordagem comumente aceita para quantificar os custos reais do DAC, mas meu grupo de pesquisa está trabalhando para verificar os custos de remoção reivindicados pelos desenvolvedores do DAC e previstos pela IEA com uma rede global de acadêmicos e industriais.

O DAC retardará o aquecimento global?

O mundo precisa construir cerca de 30 usinas de DAC capazes de remover mais de 1 milhão de toneladas de CO₂ por ano todos os anos entre 2020 e 2050. Com apenas algumas dessas usinas previstas para entrar em operação em meados da década de 2020, superar esse déficit será difícil , especially if costs remain high and breakthrough DAC technologies are not discovered and commercialized.

I believe that DAC is still an essential tool for slowing global warming. When the predicted cost reductions are achieved, DAC will unlock the path to large-scale CO₂ removal with a much smaller land and water footprint than other removal technologies in the 2030s and beyond.

The role of DAC is not to compensate for rising emissions in the 2020s, but to close the emission gap and bring atmospheric CO₂ concentration down to limit global warming to 1.5°C during the decade and a bit approaching 2050. This is why governments and businesses should focus on ending their reliance on fossil fuels while supporting the research and development of DAC technology to drive its costs down. + Explorar mais

How not to solve the climate change problem

Este artigo é republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.