Peter Kelemen é geólogo e Professor do Memorial Arthur D. Storke no Observatório Terrestre de Lamont-Doherty. Membro da National Academy of Sciences (NAS) e especialista em carbonatação de rochas do manto terrestre, Kelemen escreveu um capítulo sobre mineralização de carbono para um novo relatório da NAS, Tecnologias de emissões negativas e sequestro confiável:uma agenda de pesquisa. O relatório foi encomendado pelo governo dos Estados Unidos para orientar sua alocação de financiamento e pedidos de recursos adicionais do Congresso.

O relatório examina estratégias para extrair dióxido de carbono da atmosfera, explica suas limitações e potencial, e recomenda as pesquisas necessárias para superar suas limitações e torná-las viáveis ​​em larga escala. É fundamental compreender os prós e os contras de cada estratégia e determinar a melhor forma de desenvolver as tecnologias mais econômicas e promissoras.

Outro relatório recente do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas determinou que não podemos limitar o aumento global da temperatura a 1,5˚C, com o objetivo de prevenir grandes mudanças ambientais, sem remover o dióxido de carbono da atmosfera. O relatório NAS analisou seis estratégias para a remoção de CO ₂ do ar:

• O carbono azul costeiro envolve maneiras de ajudar as plantas e sedimentos costeiros, e as áreas úmidas aumentam sua absorção de carbono.
• A remoção e sequestro de carbono terrestre envolve o manejo de florestas e terras agrícolas para permitir que o solo armazene mais carbono.
• Bioenergia com captura e sequestro de carbono (BECCS) geraria safras, que absorvem carbono à medida que crescem, usá-los para produzir eletricidade ou calor em uma usina de energia, em seguida, capturar e sequestrar o CO ₂ a usina produz.
• Captura direta de ar suga CO ₂ fora do ar e armazena-o no subsolo.
• A mineralização de carbono explora um processo natural em que rochas reativas se ligam quimicamente ao CO ₂ para formar minerais de carbonato sólido, como calcário, que pode armazenar CO ₂ por milhões de anos.
• Injeções de sequestro geológico capturado CO ₂ subterrâneo onde pode ser armazenado nos espaços dos poros.

O trabalho de Kelemen se concentra na mineralização de carbono; ele é um proponente principal do Projeto de Perfuração de Omã, uma iniciativa envolvendo mais de 150 cientistas internacionais de disciplinas como geofísica, geoquímica, geologia, biologia, e física que está trabalhando em tópicos de pesquisa relacionados a uma característica geológica única no deserto de Omã. Nessa região, a crosta oceânica e as rochas sob o manto foram empurradas para a superfície, criando a maior exposição da crosta oceânica e do manto superior em qualquer lugar da terra.

Kelemen está interessado em entender o processo natural de mineralização de carbono que ocorre neste recurso. Seu objetivo é ser capaz de emular o processo e acelerá-lo por meio de um sistema feito pelo homem que removerá grandes quantidades de CO ₂ do ar.

"Quando a chuva cai sobre essas rochas do manto, dissolve o magnésio das rochas e suga o CO ₂ do ar, e faz um fluido muito rico em bicarbonato de magnésio, "Kelemen disse." Isso vai para o subsolo e precipita quase todo o carbono em minerais sólidos de carbonato. Ao longo desse caminho de reação, também dissolve o cálcio e quando a água rica em cálcio volta à superfície, não há carbono nele, mas leva CO ₂ diretamente do ar para formar carbonato de cálcio sólido. "

Se este tipo de sistema de mineralização de carbono pode ser replicado, teria o potencial de armazenar dezenas de bilhões de toneladas de CO ₂ cada ano, e é uma das únicas opções que poderiam fazer isso nesta escala. Mas a técnica pode ter impactos negativos:a mineração ou exposição de minerais pode poluir os recursos hídricos e provocar terremotos, e o processo ainda é relativamente caro por tonelada de carbono.

No entanto, o trabalho em Omã permite que cientistas como Kelemen estudem a absorção natural de CO ₂ através do desgaste das rochas. Os pesquisadores estão reunindo dados essenciais sobre como a água flui através das rochas, sua permeabilidade e porosidade, e como isso afeta a velocidade do fluxo, o que será crítico para projetar um sistema de engenharia.

O relatório da NAS recomenda que os EUA lancem uma iniciativa de pesquisa para desenvolver tecnologias de remoção de dióxido de carbono o mais rápido possível. Sugere as estratégias mais naturalistas e existentes - carbono azul costeiro, manejo florestal e florestamento, e aumentar o carbono do solo - ser ampliado e seus custos reduzidos, e novas tecnologias, como captura direta de ar e mineralização de carbono, sejam exploradas mais adiante. Investir nesta pesquisa não ajudará apenas a limitar os impactos das mudanças climáticas, também permitiria aos EUA liderar o caminho no pioneirismo em novas tecnologias e no controle da propriedade intelectual associada.

"Há muitas coisas que podem funcionar [para remover o dióxido de carbono do ar] e todas elas têm uma certa incerteza associada a elas e uma certa promessa, "Kelemen disse." Então você quer ter muitas possibilidades sendo investigadas em paralelo, a fim de eliminar o que o 10 ideal pode vir a ser. "

Kelemen disse quando chegou a Columbia em 2004, ele ficou impressionado com a quantidade de experiência relacionada à remoção e mineralização do dióxido de carbono. Alguns desses cientistas faziam parte de um consórcio internacional que fundou o Projeto CarbFix em 2006, que injeta CO ₂ em basalto sob a usina de energia Hellisheidi da Islândia, a maior instalação geotérmica do mundo. CarbFix agora injeta 12, 000 toneladas de CO ₂ no solo a cada ano a um custo de $ 30 por tonelada.

Além de Kelemen, vários cientistas da Universidade de Columbia permanecem na vanguarda da pesquisa sobre a remoção em grande escala de CO ₂ da atmosfera.

David Goldberg, um geofísico e professor de pesquisa de Lamont em Lamont-Doherty, está investigando a viabilidade de armazenar 50 milhões de toneladas ou mais de CO ₂ em reservatórios de basalto no noroeste do Pacífico. Esses reservatórios de basalto contêm espaços de poros que podem potencialmente preencher como o CO ₂ mineraliza em calcário carbonato em dois anos ou menos.

Alissa Park, Lenfest Junior Professor em Ciências Aplicadas ao Clima e diretor interino do Lenfest Center for Sustainable Energy, está trabalhando na mineralização de carbono ex-situ. Isso envolve o transporte de materiais reagentes para uma usina ou laboratório, moendo-os, misturando-os com CO ₂ , e, em seguida, colocá-los em um reator. Por ser um processo caro, Park está procurando reduzir custos por meio da fabricação de produtos que possam ser vendidos. Ela está estudando aditivos para concreto que podem armazenar CO ₂ e sintetizar os hidrocarbonetos do CO capturado ₂ para fazer combustíveis, produtos químicos úteis, ou produtos farmacêuticos.

Julio Friedmann, um funcionário do Departamento de Energia sob Obama e um especialista em gestão de carbono e CO ₂ remoção, é pesquisador sênior do Columbia Center on Global Energy Policy. Ele está trabalhando para atrair investidores e melhorar o financiamento de projetos que capturam e utilizam CO ₂ .

Kelemen diz que essa gama diversificada de tecnologias e abordagens será necessária para manter o aumento da temperatura global abaixo de 1,5 ° C.

"Se quisermos ter alguma esperança de cumprir as metas de Paris, tipos adicionais de remoção de dióxido de carbono do ar serão necessários, "Kelemen disse." Devemos nos preparar para a possibilidade de que isso aconteça.

Esta história foi republicada por cortesia do Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.