Muitos cenários climáticos futuros sugerem que serão necessárias emissões negativas para limitar o aquecimento global. Os pesquisadores agora estão investigando o quão viável isso é.
Na Islândia, uma máquina está sugando dióxido de carbono da atmosfera dia e noite. Sua missão é misturar o gás com água e bombeá-lo para o subsolo, onde se transformará em pedra depois de alguns anos.

Essas máquinas agora são interessantes, uma vez que as emissões globais de gases de efeito estufa ainda são muito altas para poder contar apenas com sua redução. Para evitar impactos ambientais sérios, provavelmente também precisaremos de emissões negativas para remover alguns desses gases da atmosfera e armazená-los em algum lugar permanentemente.

"Cenários para a mitigação das mudanças climáticas geralmente mostram que precisaremos de uma quantidade significativa de emissões negativas até o final do século para poder limitar o aquecimento a 1,5°C ou 2°C", disse Kati Koponen, cientista sênior da o Centro de Pesquisa Técnica VTT da Finlândia em Espoo.

Novas soluções e práticas, tanto tecnológicas como não tecnológicas, serão necessárias no esforço para produzir emissões negativas. Soluções baseadas na natureza, como plantar mais árvores ou restaurar turfeiras, que capturam e armazenam CO₂ e são conhecidos e usados ​​há muito tempo, estão sendo investigados para uma implantação mais ampla na mitigação, incluindo monitoramento e quantificação mais robustos de seu desempenho.

Várias tecnologias potenciais também existem, mas a maioria ainda está em sua infância. A captura direta de ar, por exemplo, que é a tecnologia usada na Islândia, usa processos químicos para extrair dióxido de carbono (CO₂ ) da atmosfera antes de ser armazenado no subsolo.

No entanto, os benefícios e compensações ainda são nebulosos. "O desafio é entender o potencial realista dessas tecnologias (e práticas)", alertou o Dr. Koponen. "Não queremos criar emissões negativas criando outros impactos indesejados em outro lugar."

Preparando o terreno para tecnologias de emissão negativa

A Dra. Koponen e seus colegas estão avaliando o potencial real de diferentes soluções de emissões negativas na Europa e em outros lugares, por meio do projeto NEGEM. Eles considerarão os aspectos econômicos, ambientais e sociais relacionados, para entender melhor quais marcos regulatórios serão necessários para implementar essas soluções.

Algumas soluções podem simplesmente não ser econômicas, enquanto outras podem impactar o meio ambiente usando muita água, energia ou terra. Há questões sociais a serem consideradas também:por exemplo, os residentes aceitarão ter CO₂ armazenados no chão perto de suas casas? "Esta combinação [de disciplinas] é o que é especial neste projeto", disse o Dr. Koponen.

Até agora, a equipe do NEGEM tem usado modelos para investigar como diferentes soluções de emissões negativas afetam o meio ambiente e seu custo ao longo de todo o ciclo de vida. Eles analisaram uma ampla gama de indicadores ambientais, como o esgotamento de recursos naturais como água ou matérias-primas e mudanças no uso da terra, juntamente com os impactos das mudanças climáticas que seriam evitados.

Em trabalhos recentes, eles investigaram estratégias baseadas em terra, em oposição às usadas no oceano ou em contextos industriais. A equipe descobriu que, nos casos estudados, plantar árvores era a maneira mais eficiente de remover CO₂ da atmosfera. No entanto, a disponibilidade de terra é um problema aqui:a terra é necessária para vários fins, como cultivar alimentos ou produzir madeira para fabricar produtos. Além disso, as florestas são vulneráveis ​​a distúrbios como incêndios e pragas, o que afetaria por quanto tempo o CO₂ pode ser armazenado lá. Novos tipos de políticas serão necessários para lidar com essas questões, que é outro aspecto que o projeto está investigando atualmente.

Os resultados do NEGEM devem ajudar a informar as políticas da UE para manter o aquecimento global bem abaixo de 2 graus C, conforme descrito no Acordo de Paris de 2015. De acordo com o Dr. Koponen, seus resultados devem fornecer uma avaliação mais realista do potencial de diferentes tecnologias e práticas de emissões negativas, o que deve ajudar a UE a estabelecer metas alcançáveis.

Soluções baseadas na natureza

As emissões de gases de efeito estufa e as estratégias terrestres para removê-los estão incluídas nos inventários nacionais há 30 anos. O aprimoramento desses sumidouros também pode ser incluído como medida de mitigação nas Contribuições Nacionalmente Determinadas (NDCs) do Acordo de Paris.

Nesse contexto, pesquisadores do projeto LANDMARC estão tentando entender o real potencial de atividades que aumentarão as remoções de gases de efeito estufa ou reduzirão as emissões da terra. Eise Spijker, pesquisadora do centro de conhecimento JIN Climate and Sustainability em Groningen, Holanda, e seus colegas estão explorando como essas soluções, muitas das quais baseadas na natureza, podem ser aplicadas em ambientes agrícolas ou florestais.

“O complicado, especialmente com opções baseadas na natureza, é o desafio do armazenamento permanente de carbono”, disse Spijker. “Uma vez que você envia carbono aos ecossistemas, eles permanecem no ciclo natural do carbono até certo ponto, mas você realmente não sabe quanto é armazenado e por quanto tempo”.

Observação de cima e de baixo

As técnicas de monitoramento podem ajudar a avaliar quanto CO₂ podem ser capturados da atmosfera e armazenados no solo e nas plantas. Um dos objetivos do projeto é, portanto, incorporar diferentes tipos de observações em modelos, para retratar de forma mais realista o potencial de soluções de remoção de emissões.

"Usamos dados de uma combinação de técnicas de observação da Terra, incluindo sensoriamento remoto (como satélites) e também medições abaixo do solo (como amostragem de solo) para medir a quantidade de carbono armazenado", disse a coordenadora do projeto, Dra. Jenny Lieu, professor assistente na Delft University of Technology, na Holanda.

A LANDMARC está realizando 16 estudos de caso em todo o mundo, onde diferentes atividades como agrofloresta na Espanha e produção de arroz mais sustentável no Nepal serão monitoradas, para ver quão bem elas sequestram carbono. A equipe planeja experimentar diferentes combinações de técnicas de monitoramento. Os dados de satélite serão coletados e analisados ​​com algoritmos desenvolvidos por eles, por exemplo.

Uma ferramenta para medir o impacto climático líquido no solo

Um dos resultados do projeto será uma ferramenta de mapa de carbono, potencialmente disponível também como um aplicativo de telefone, que pode quantificar e monitorar o impacto de diferentes atividades de remoção de carbono em terra nas emissões de gases de efeito estufa. Ele usará observações tanto de cima, usando satélites e drones, quanto no solo, como amostragem de solo.

"Nosso objetivo é combinar várias ferramentas especializadas de observação da Terra em uma ferramenta de monitoramento de baixo custo e fácil de usar que considere uma ampla gama de usuários finais", disse o Dr. Lieu. Isso significa que governos ou gestores de uso da terra, por exemplo, poderão inserir dados específicos do local sobre o solo e a vegetação em suas terras e obter uma estimativa confiável de seu impacto climático líquido.

CO em grande escala₂ remoção

O potencial das atividades de emissões negativas para desacelerar o aquecimento global também depende se elas estarão prontas para uso em escala industrial nas próximas décadas. Muitos cenários climáticos se baseiam nessa premissa, mas há preocupações sobre a viabilidade disso. As soluções tecnológicas ainda estão em seus estágios iniciais no momento, disse o Dr. Bas van Ruijven, pesquisador e líder de grupo do Instituto Internacional de Análise de Sistemas Aplicados (IIASA) em Laxenburg, Áustria.

O Dr. van Ruijven e seus colegas estão, portanto, avaliando as preocupações de viabilidade para diferentes cenários climáticos, como parte do projeto ENGAGE. Por exemplo, eles avaliarão como as atividades de remoção de gases de efeito estufa devem contribuir. A equipe também desenvolverá novos cenários de mitigação climática. "As tecnologias de emissão negativa desempenham um grande papel nessa parte do projeto", enfatizou o Dr. van Ruijven.

Até agora, a equipe comparou dois cenários diferentes de descarbonização. A primeira visa limitar o aquecimento a menos de 2 graus C até 2100. Nesse caso, a meta de temperatura pode ser ultrapassada na primeira metade do século, mas emissões negativas seriam essenciais mais tarde para reduzir as temperaturas globais.

No segundo cenário, o objetivo é simplesmente não ultrapassar o aquecimento de 2 graus C, o que está mais de acordo com o Acordo de Paris. As atividades de remoção de carbono desempenhariam um papel na redução das emissões mais rapidamente no curto prazo. No longo prazo, eles seriam necessários principalmente para neutralizar as emissões remanescentes de certos setores, como aviação ou indústria, onde é difícil eliminar completamente as emissões.

Mais cedo é melhor:adiar a ação terá repercussões

Em um trabalho recente, a equipe usou modelos para investigar como cada um desses cenários afetaria o uso da terra no futuro para entender melhor as consequências sociais e ambientais. Eles levaram em consideração vários fatores diferentes:projeções econômicas e crescimento populacional, juntamente com seu impacto subsequente no uso de energia e nas emissões de gases de efeito estufa.

O Dr. van Ruijven e seus colegas descobriram que os cenários de mitigação focados em cenários do final do século, onde as temperaturas podiam ultrapassar temporariamente o aquecimento de 2 graus C, tinham grandes consequências para o uso da terra após 2050. A escassez de alimentos e água para irrigação seria provavelmente, assim como os preços mais altos dos alimentos. "É um grande apelo por mais esforços de curto prazo para reduzir as emissões mais rapidamente", disse o Dr. van Ruijven. "Caso contrário, você forçará as gerações futuras a usar tecnologias de emissão negativa em maior escala."

Políticas adicionais também serão necessárias durante a transição para emissões líquidas zero para compensar seu impacto social. Os subsídios alimentares podem ser necessários para ajudar as pessoas com rendimentos mais baixos, por exemplo, se os preços dos alimentos aumentarem.

"Nosso trabalho mostra que a implantação de novas tecnologias para CO₂ a remoção será, no entanto, indispensável para alcançar os objetivos do Acordo de Paris em abordagens de curto e longo prazo, observou o Dr. van Ruijven. “Esperamos que nossa pesquisa inspire os governos a estimular seu desenvolvimento”.