Cantitatea de dioxid de carbon (CO2) provenită din arderea combustibililor fosili este considerată de către Grupul Interguvernamental de Experți în Evoluția Climei (IPCC) a fi cea mai mare contribuție generată de om la încălzirea planetei începând cu anii 1700. Pe măsură ce impacturile crizei climatice devin tot mai perturbatoare pentru sistemele umane și naturale, necesitatea de a găsi multiple căi pentru a încetini încălzirea a devenit mai urgentă. Un instrument care se arată promițător pentru a ajuta în acest efort este tehnologia de captare directă din aer (DAC).
Deși tehnologia DAC este în prezent pe deplin funcțională, mai multe probleme fac implementarea sa pe scară largă dificilă. Restricții precum costurile și cerințele energetice, precum și potențialul de poluare, fac din DAC o opțiune mai puțin de dorit pentru reducerea CO2. Amprenta sa terestră mai mare în comparație cu alte strategii de atenuare, cum ar fi sistemele de captare și stocare a carbonului (CCS), o dezavantajează, de asemenea. Cu toate acestea, nevoia urgentă de soluții eficiente pentru încălzirea atmosferică, precum și posibilitatea progreselor tehnologice pentru a-și îmbunătăți eficiența, ar putea face din DAC o soluție utilă pe termen lung.
Ce este captarea directă din aer?
Captarea directă din aer este o metodă de eliminare a dioxidului de carbon direct din atmosfera Pământului printr-o serie de reacții fizice și chimice. CO2-ul extras este apoi captat în formațiuni geologice sau utilizat pentru a produce materiale de lungă durată, cum ar fi cimentul sau materialele plastice. Deși tehnologia DAC nu a fost implementată pe scară largă, are potențialul de a face parte din setul de instrumente ale tehnicilor de atenuare a schimbărilor climatice.
Avantajele captării directe din aer
Fiind una dintre puținele strategii de eliminare a CO2-ului care a fost deja eliberat în atmosferă, DAC are mai multe avantaje față de alte tehnologii.
DAC reduce CO2 atmosferic
Unul dintre cele mai evidente avantaje ale DAC este capacitatea sa de a reduce cantitatea de CO2 care se află deja în aer. CO2 reprezintă doar aproximativ 0,04% din atmosfera Pământului, dar, ca un gaz cu efect de seră puternic, absoarbe căldura și apoi o eliberează încet. Deși nu absoarbe la fel de multă căldură ca alte gaze precum metanul și protoxidul de azot, are un efect mai mare asupra încălzirii datorită persistenței sale în atmosferă.
Potrivit oamenilor de știință climatici de la NASA, cea mai recentă măsurătoare a CO2-ului din atmosferă a fost de 416 părți per milion (ppm). Rata rapidă de creștere a concentrațiilor de CO2 de la începutul erei industriale și mai ales în deceniile mai recente a determinat experții IPCC să avertizeze că trebuie luate măsuri drastice pentru a împiedica Pământul să se încălzească cu mai mult de 2 grade Celsius. Este foarte probabil ca tehnologii precum DAC să trebuiască să facă parte din soluție pentru a preveni creșteri periculoase ale temperaturii.
Poate fi utilizată într-o mare varietate de locații
Spre deosebire de tehnologia CCS, centralele DAC pot fi implementate într-o varietate mai mare de locații. DAC nu trebuie să fie atașată unei surse de emisii, cum ar fi o centrală electrică, pentru a elimina CO2-ul. De fapt, prin plasarea instalațiilor DAC aproape de locațiile unde CO2-ul captat poate fi apoi stocat în formațiuni geologice, necesitatea unei infrastructuri extinse de conducte este eliminată. Fără o rețea lungă de conducte, potențialul de scurgeri de CO2 este mult redus.
DAC necesită o amprentă mai mică
Cerința de utilizare a terenului pentru sistemele DAC este mult mai mică decât tehnicile de sechestrare a carbonului, cum ar fi bioenergia cu captare și stocare a carbonului (BECCS). BECCS este procesul de transformare a materialelor organice, cum ar fi copacii, în energie, cum ar fi electricitatea sau căldura. CO2-ul eliberat în timpul conversiei biomasei în energie este captat și apoi stocat. Deoarece acest proces necesită cultivarea materialelor organice, utilizează o cantitate mare de teren pentru a cultiva plante care să extragă CO2 din atmosferă. Începând cu 2019, utilizarea terenului necesară pentru BECCS era între aproximativ 269 și 1635 de metri pătrați pentru fiecare 1 tonă metrică de CO2 pe an; instalațiile DAC, pe de altă parte, necesită doar între 0,05 și 1,4 metri pătrați.
Poate fi folosită pentru a elimina sau recicla carbonul
După ce CO2-ul este captat din aer, operațiunile DAC vizează fie stocarea gazului, fie utilizarea acestuia pentru a crea produse cu durată lungă sau scurtă de viață. Izolația pentru clădiri și cimentul sunt exemple de produse cu durată lungă de viață care ar lega carbonul captat pentru o perioadă extinsă. Utilizarea CO2-ului în produse cu durată lungă de viață este considerată o formă de eliminare a carbonului. Exemple de produse cu durată scurtă de viață create cu CO2 captat includ băuturile carbogazoase și combustibilii sintetici. Deoarece CO2-ul este stocat în aceste produse doar temporar, aceasta este considerată o formă de reciclare a carbonului.
DAC poate atinge emisii nete zero sau negative
Avantajul creării de combustibili sintetici din CO2 captat este că acești combustibili ar putea înlocui combustibilii fosili și ar crea în esență emisii de carbon nete zero. Deși acest lucru nu reduce cantitatea de CO2 din atmosferă, menține echilibrul total de CO2 din aer de la creștere. Atunci când carbonul este captat și stocat în formațiuni geologice sau în ciment, nivelurile de CO2 din atmosferă sunt reduse. Acest lucru poate crea un scenariu de emisii negative, în care cantitatea de CO2 captată și stocată este mai mare decât cantitatea eliberată.
Dezavantajele captării directe din aer
Deși există speranța că principalele bariere în calea implementării pe scară largă a DAC pot fi depășite rapid, există mai multe dezavantaje semnificative ale utilizării acestei tehnologii, inclusiv costurile și consumul de energie.
DAC necesită cantități mari de energie
Pentru a propulsa aerul prin partea unei instalații DAC care conține materialele sorbante care captează CO2-ul, sunt utilizate ventilatoare mari. Aceste ventilatoare necesită cantități mari de energie pentru a funcționa. Intrări mari de energie sunt, de asemenea, necesare pentru a produce materialele necesare pentru procesele DAC și pentru a încălzi materialele sorbante pentru reutilizare. Potrivit unui studiu din 2020 publicat în Nature Communications, se estimează că cantitatea de sorbent lichid sau solid necesară DAC pentru a atinge obiectivele de reducere a carbonului atmosferic stabilite de IPCC ar putea ajunge între 46% și 191% din aprovizionarea totală de energie globală. Dacă se utilizează combustibili fosili pentru a furniza această energie, atunci DAC va avea o dificultate mai mare în a deveni neutru sau negativ în ceea ce privește carbonul.
Este în prezent foarte costisitoare
Începând cu 2021, costul eliminării unei tone metrice de CO2 variază între 250 și 600 de dolari. Variațiile de cost se bazează pe tipul de energie utilizată pentru a rula procesul DAC, dacă se utilizează tehnologia sorbentului lichid sau solid și amploarea operațiunii. Este dificil de prevăzut costul viitor al DAC, deoarece trebuie luate în considerare multe variabile. Deoarece CO2-ul nu este foarte concentrat în atmosferă, este nevoie de multă energie și, prin urmare, este foarte costisitor de eliminat. Și, deoarece în prezent există foarte puține piețe dispuse să achiziționeze CO2, recuperarea costurilor este o provocare.
Riscuri de mediu
CO2-ul de la DAC trebuie transportat și apoi injectat în formațiuni geologice pentru a fi stocat. Există întotdeauna riscul ca o conductă să se scurgă, ca apa subterană să fie poluată în procesul de injecție sau ca perturbarea formațiunilor geologice în timpul injecției să declanșeze activitate seismică. În plus, DAC cu sorbent lichid utilizează între 1 și 7 tone metrice de apă per tonă metrică de CO2 captat, în timp ce procesele cu sorbent solid utilizează aproximativ 1,6 tone metrice de apă per tonă metrică de CO2 captat.
Captarea directă din aer poate permite recuperarea îmbunătățită a petrolului
Recuperarea îmbunătățită a petrolului utilizează CO2 care este injectat în puțul de petrol pentru a ajuta la pomparea petrolului altfel inaccesibil. Pentru ca recuperarea îmbunătățită a petrolului să fie considerată neutru sau negativ în ceea ce privește carbonul, CO2-ul utilizat trebuie să provină de la DAC sau din arderea biomasei. Dacă cantitatea de CO2 injectată nu este mai mică sau egală cu cantitatea de CO2 care va fi eliberată din arderea petrolului recuperat, atunci utilizarea CO2-ului pentru recuperarea îmbunătățită a petrolului poate ajunge să facă mai mult rău decât bine.
