Limitar o aquecimento global a 2 graus Celsius exigirá não apenas a redução das emissões de dióxido de carbono, mas também remoção ativa de dióxido de carbono da atmosfera. Esta conclusão do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas aumentou o interesse em "tecnologias de emissões negativas".

Um novo estudo publicado em 25 de junho em Nature Mudança Climática avalia o potencial de métodos descritos recentemente que capturam dióxido de carbono da atmosfera por meio de um processo "eletroquímico" que também gera gás hidrogênio para uso como combustível e cria subprodutos que podem ajudar a neutralizar a acidificação dos oceanos.

Primeiro autor Greg Rau, pesquisador do Instituto de Ciências Marinhas da UC Santa Cruz e cientista visitante do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, disse que esta tecnologia expande significativamente as opções para a produção de energia com emissões negativas.

O processo usa eletricidade de uma fonte de energia renovável para eletrólise de água salina para gerar hidrogênio e oxigênio, juntamente com reações envolvendo minerais globalmente abundantes para produzir uma solução que absorve e retém fortemente o dióxido de carbono da atmosfera. Rau e outros pesquisadores desenvolveram vários métodos relacionados, todos os quais envolvem eletroquímica, água salgada, e minerais de carbonato ou silicato.

"Não só reduz o dióxido de carbono atmosférico, também adiciona alcalinidade ao oceano, então é um benefício duplo, "Rau disse." O processo simplesmente converte o dióxido de carbono em um bicarbonato mineral dissolvido, que já é abundante no oceano e ajuda a conter a acidificação. "

A abordagem de emissões negativas que tem recebido mais atenção até agora é conhecida como "energia de biomassa mais captura e armazenamento de carbono" (BECCS). Isso envolve o cultivo de árvores ou outras culturas de bioenergia (que absorvem dióxido de carbono à medida que crescem), queima de biomassa como combustível para usinas de energia, capturando as emissões, e enterrando o dióxido de carbono concentrado no subsolo.

"O BECCS é caro e energeticamente caro. Acreditamos que este processo eletroquímico de geração de hidrogênio fornece uma forma mais eficiente e com maior capacidade de gerar energia com emissões negativas, "Rau disse.

Ele e seus co-autores estimaram que os métodos eletroquímicos poderiam, na média, aumentar a geração de energia e a remoção de carbono em mais de 50 vezes em relação ao BECCS, a um custo equivalente ou inferior. Ele reconheceu que o BECCS está mais avançado em termos de implementação, com algumas usinas de energia de biomassa já em operação. Também, BECCS produz eletricidade em vez de hidrogênio menos amplamente utilizado.

"As questões são como fornecer biomassa suficiente e os custos e riscos associados a colocar dióxido de carbono concentrado no solo e esperar que permaneça lá, "Rau disse.

Os métodos eletroquímicos foram demonstrados em laboratório, mas é necessária mais pesquisa para ampliá-los. A tecnologia provavelmente seria limitada a locais na costa ou offshore com acesso a água salgada, abundante energia renovável, e minerais. A co-autora Heather Willauer do Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA lidera o projeto mais avançado desse tipo, um módulo de troca catiônica eletrolítica projetado para produzir hidrogênio e remover dióxido de carbono por meio da eletrólise da água do mar. Em vez de combinar o dióxido de carbono e o hidrogênio para fazer combustíveis de hidrocarbonetos (o principal interesse da Marinha), o processo poderia ser modificado para transformar e armazenar o dióxido de carbono como bicarbonato oceânico, alcançando assim emissões negativas.

"É o início da tecnologia de emissões negativas, e precisamos manter a mente aberta sobre quais opções podem surgir, "Rau disse." Nós também precisamos de políticas que promovam o surgimento dessas tecnologias. "