A energia é a faca de dois gumes na raiz da crise climática. A energia barata melhorou vidas e sustentou o crescimento econômico maciço. Mas como a maior parte vem da queima de combustíveis de hidrocarbonetos, agora ficamos com um legado de dióxido de carbono atmosférico elevado (CO₂ ) e uma economia de emissões intensivas.
Mas e se pudéssemos inverter a relação das emissões de energia? Precisaríamos de uma tecnologia que gerasse eletricidade e remove CO₂ da atmosfera.

A boa notícia é que essa tecnologia já existe. Além disso, a Nova Zelândia está perfeitamente posicionada para fazer essa "descarbonização" mais barata do que em qualquer outro lugar do planeta.

E o momento não poderia ser melhor, com o primeiro Plano de Redução de Emissões do governo (lançado ontem) pedindo projetos ousados ​​e soluções inovadoras.

Pesquisamos como queimar resíduos florestais para gerar eletricidade, ao mesmo tempo em que capturamos as emissões e as prendemos em campos geotérmicos. Como as florestas removem CO₂ da atmosfera à medida que crescem, esse processo tem emissões negativas.

Isso também significa que um "imposto" de carbono pode ser transformado em receita. Com CO₂ da Nova Zelândia preço em uma alta histórica de NZ$ 80 por tonelada métrica, e empresas estrangeiras anunciando fundos de bilhões de dólares para comprar compensações, agora é hora de colaboração entre indústrias para tornar a Nova Zelândia líder mundial em descarbonização.

Bioenergia com captura e armazenamento de carbono

Os sumidouros artificiais de carbono são sistemas projetados que removem permanentemente CO₂ da atmosfera.

A bioenergia com captura e armazenamento de carbono (BECCS) consegue isso capturando o CO₂ de matéria orgânica queimada – árvores, resíduos biológicos – nas profundezas do subsolo. Um bônus adicional é que a energia liberada durante a combustão pode ser usada como substituto da energia baseada em hidrocarbonetos.

O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) disse que os caminhos de mitigação climática devem incluir quantidades significativas de BECCS para limitar o aquecimento global a 1,5 ℃. No entanto, a tecnologia ainda é nova, com apenas algumas plantas ao redor do mundo operando atualmente em escala.

O custo é uma grande barreira. Novos projetos precisam de pipelines caros para mover o CO₂ , e poços de injeção profundos para armazená-lo no subsolo. Porque CO₂ é mais flutuante do que a água, também há preocupações de que qualquer gás armazenado no subsolo possa vazar com o tempo.

É aqui que os campos geotérmicos podem ajudar.

Sistemas geotérmicos para BECCS

A geotérmica é uma fonte confiável de energia na Nova Zelândia, fornecendo quase 20% de nossa eletricidade. Usamos poços profundos para explorar reservatórios subterrâneos de água quente, que passam por uma rede de tubos para uma turbina a vapor que gera eletricidade.

Depois, a água é bombeada de volta para o subsolo, o que evita que o reservatório "seque". As empresas da Nova Zelândia são líderes mundiais no gerenciamento de recursos geotérmicos, e algumas estão até experimentando a reinjeção de pequenas quantidades de CO₂ que surgem com a água geotérmica.

Aqui está a oportunidade. Os sistemas geotérmicos já possuem a infraestrutura necessária para um projeto BECCS de sucesso:dutos, poços de injeção e turbinas. Só precisamos descobrir como casar essas duas tecnologias renováveis.

Propomos que, queimando resíduos florestais, podemos sobrecarregar a água geotérmica a temperaturas mais altas, produzindo ainda mais energia renovável. Então, CO₂ da combustão da biomassa pode ser dissolvido na água geotérmica - como um fluxo de refrigerante - antes de ser injetado de volta no subsolo.

Projetos na Islândia e na França mostraram que a dissolução de CO₂ em água geotérmica é melhor do que injetá-la diretamente. Reduz o custo da nova infraestrutura (CO líquido₂ compressão é cara) e significa que poços de reinjeção construídos para operação geotérmica normal podem continuar a ser usados.

Ao contrário do CO₂ puro que é menos densa que a água e tende a subir, a água carbonatada reinjetada é cerca de 2% mais pesada e afundará. Desde que quantidades iguais de água geotérmica sejam produzidas e reinjetadas, o CO₂ permanecerá dissolvido com segurança, onde pode se transformar lentamente em rochas e ficar permanentemente preso.

Como os números se comparam?

Nossa modelagem inicial mostra que o BECCS geotérmico pode ter emissões negativas na ordem de -200 a -700 gramas de CO₂ por quilowatt-hora de eletricidade (gCO2/kWh). Em comparação com cerca de 400 gCO₂/kWh de emissões positivas de uma usina de energia a gás natural, esta é uma inversão dramática do trade-off de emissões de energia.

Aplicado a um sistema geotérmico do tamanho de Wairakei (160 megawatts), um único sistema geotérmico BECCS poderia bloquear um milhão de toneladas métricas de CO₂ cada ano. Isso equivale a tirar duzentos mil carros das ruas e, a preços atuais, renderia dezenas de milhões de dólares em compensações de carbono.

Estes poderiam ser negociados através do Esquema de Comércio de Emissões para ganhar tempo valioso para indústrias que demoraram a descarbonizar, como agricultura ou cimento, para chegar a zero líquido.

Melhor ainda, a maioria dos campos geotérmicos da Nova Zelândia está localizada perto de grandes florestas com operações florestais expansivas. As estimativas colocam nossa geração de resíduos florestais em cerca de três milhões de metros cúbicos por ano. Em vez de deixá-lo apodrecer, isso poderia ser transformado em um recurso valioso para o BECCS geotérmico e uma Nova Zelândia descarbonizante.

Podemos começar a fazer isso agora

De acordo com o IPCC é "2 )%20emissions">agora ou nunca" para que os países descarbonizem drasticamente suas economias. Geothermal BECCS is a promising tool but, as with all new technologies, there is a learning curve.

Teething problems have to be worked through as costs are brought down and production is scaled. New Zealand has a chance to get on that curve now. And the whole world will benefit if we do.

The success of geothermal BECCS will turn on new partnerships between New Zealand's geothermal generators, manufacturers and the forestry sector. Forestry owners can help transition wood waste into a valuable resource and drive down gate costs.

Most importantly, geothermal operators can leverage their vast injection well inventories and detailed understanding of the underground to permanently lock up atmospheric carbon.

With the government tightening emissions budgets and investing billions in a Climate Emergency Response Fund, now is the perfect time to make geothermal BECCS work for Aotearoa New Zealand.