Captura, Armazenamento e Reutilização do CO2

Os nossos projetos para capturar dióxido de carbono e armazená-lo para sempre ou reutilizá-lo de formas inovadoras.


Tecnologia

Temos vários projetos em curso no mundo das tecnologias CCS (Carbon Capture and Storage) e CCU (Carbon Capture and Utilization), sob a supervisão do Centro de Investigação de San Donato Milanese e do Centro R&D para as Energias Renováveis e para o Ambiente em Novara.

Em relação às tecnologias, no que diz respeito à fase de captura, estamos a desenvolver sistemas que utilizam líquidos iónicos que são mais eficientes do que os líquidos convencionais à base de aminas.

Com relação à fase de armazenamento, estamos a otimizar todas as fases do processo, desde o transporte à interação fluido-rocha aos sistemas de monitorização no terreno, a fim de tornar a tecnologia mais eficiente e facilitar a sua aplicação em grande escala. Operacionalmente, pretendemos criar um dos maiores centros de armazenamento de CO₂ do mundo e o primeiro no Mediterrâneo ao largo da costa de Ravenna. A conversão de campos esgotados no Mar Adriático, que deixará de produzir gás natural, em locais exclusivos de armazenamento permanente de CO₂, e a reutilização de uma pequena parte da infraestrutura existente proporcionarão uma solução rápida e concreta para reduzir as emissões no setor industrial italiano a preços muito competitivos. A CCS é, em particular, a única opção facilmente disponível para os chamados setores de difícil eliminação, como o cimento, o aço, as instalações químicas, etc., em que uma parte significativa das emissões de dióxido de carbono está ligada ao processo industrial e, por conseguinte, não pode ser evitada através da eletrificação ou das energias renováveis, por exemplo. A nível internacional, somos também parceiros em dois projetos CCS que estão a ser criados no Reino Unido: HyNet North West, na área da Baía de Liverpool, na costa noroeste do país. Fora da Europa, também estamos a analisar a viabilidade de um projeto de captura de CO₂ nos Emirados Árabes Unidos em Ghasha e está a ser estudada uma aplicação CCS na Líbia, para o projeto Bahr Essalam. Além disso, estamos a analisar oportunidades para desenvolver projetos CCS na Austrália e em Timor-Leste.

A gama de tecnologias que estamos a desenvolver para a fase de utilização é mais variada. Uma primeira linha de investigação tem que ver com a ultra-intensificada biofixação de CO₂ através do cultivo de microalgas em fotobiorreatores LED com comprimentos de onda otimizados de fotossíntese. Outra tecnologia envolve um processo de mineralização de CO2 com fases minerais naturais e a utilização dos produtos obtidos durante a fabricação de cimento, que patenteamos em abril de 2021. Uma terceira área de investigação analisa formas de utilizar CO₂ na produção de metanol, um vetor de energia com enorme potencial. Um projeto de maior envergadura, em particular, visa também capturar CO2 diretamente a partir dos veículos.



Contexto

Capturar CO2 para armazenamento permanente ou reutilizá-lo em outros ciclos de produção é uma das principais formas de reduzir as suas concentrações na atmosfera e limitar o aumento da temperatura média global em até 2 graus Celsius, conforme exigido pelos Acordos de Paris sobre mudanças climáticas. As tecnologias CCS e CCU fazem parte da nossa estratégia de descarbonização, em conjunto com a combinação certa de gás natural e de energias renováveis, economia de energia gerada pelo aumento da eficiência e a proteção e conservação das florestas. Desenvolver as instalações correspondentes a uma escala industrial também tem a vantagem de gerar um ciclo virtuoso através dos princípios da economia circular, com efeitos positivos no crescimento e desenvolvimento gerais.

 

Desafio tecnológico

A principal dificuldade relativamente a qualquer método de capturar e reutilizar CO2 reside no facto de que a molécula do dióxido de carbono é a mais estável dos compostos carbónicos, o que significa que separá-la de outros gases, quebrá-la ou ligá-la a qualquer outra substância requer sempre uma grande quantidade de energia. Não existe uma solução simples para acabar com esta restrição imposta pela termodinâmica, mas a investigação tem estudado as vias de reação que consomem a menor quantidade possível de energia. Com isto em mente, estamos a concentrar os nossos esforços nos fluidos iónicos – uma tecnologia própria que torna possível intercetar CO2 na atmosfera, mas com emissões e níveis de consumo de energia mais baixos do que os métodos convencionais à base de amina. Ao mesmo tempo, estamos a fazer investigação em conjunto com o MIT no sentido de desenvolver sistemas de captura eletroquímica altamente eficientes. A redução química de CO2 para metanol utilizando hidrogénio produzido pela eletrólise da água que usa eletricidade renovável é outro dos desafios que estamos a enfrentar; na realidade, o metanol produzido desta forma pode ser reutilizado para produzir energia ou usado diretamente como um componente do combustível rodoviário, reduzindo assim a pegada de carbono em todo este processo.



Integração industrial

Graças às tecnologias CCS e CCU, o CO2 pode passar de um custo para uma oportunidade. Isto aplica-se especialmente à indústria da energia, que dispõe de conhecimentos técnicos e organizacionais para implementar estes projetos de grande envergadura de forma eficiente, rápida e segura. No que se refere ao armazenamento, em particular, a presença de jazidas de gás esgotadas e de ativos desativados no offshore de Ravenna oferece-nos uma oportunidade única de criar um grande centro para o armazenamento de CO2 gerado por atividades de produção onshore, como as centrais de gás de ciclo combinado da Enipower. Estas são já baseadas na tecnologia que atualmente tem as menores emissões no setor de energia termoelétrica, e será capaz de reduzir ainda mais os seus níveis de emissão e produzir energia descarbonizada para acelerar a transição de todo o sistema energético italiano para a energia sustentável. Mas o projeto em Ravenna não visa apenas reduzir as emissões da Eni; de facto, por combinar o nosso amplo conhecimento da dinâmica dos reservatórios com as novas tecnologias, pretendemos construir o principal centro de captura e armazenamento de dióxido de carbono para a Itália e o Mediterrâneo no Médio Adriático. Pretendemos, nomeadamente, oferecer uma solução concreta para todos os setores industriais estratégicos da Itália, como o cimento, o aço, o papel e os produtos químicos, que geram cerca de 20% das emissões italianas e para os quais não existem atualmente alternativas tecnológicas viáveis que possam ser rapidamente implementadas. Parte das 4 milhões de toneladas por ano (Mton/ano) esperadas do projeto inicial será reservada para estes setores industriais, que, graças à disponibilidade de grandes capacidades de armazenamento (500 milhões de toneladas), pode aumentar, talvez até mesmo rapidamente, nos anos seguintes, a mais de 10 Mton/ano de CO2. No que diz respeito às atividades no Reino Unido, em outubro de 2020 obtivemos uma licença da Autoridade Britânica para o Petróleo e Gás para o projeto Hynet North West, com o objetivo de construir um centro de armazenamento em Liverpool Bay. O plano de negócios foi enviado às autoridades do Reino Unido em 9 de julho de 2021 e, em outubro de 2021, a Eni UK, em nome do HyNet Consortium Cluster, anunciou que a sua apresentação ao processo Cluster Sequencing foi aceite como a Fase 1 do projeto. Esta aceitação permitirá à Eni UK e às entidades de apoio da Hynet procederem como um dos primeiros clusters industriais do Reino Unido a aplicar a captura e armazenamento de carbono (CCS), a fim de reduzir significativamente as emissões de carbono no Reino Unido. Este projeto envolve também a reutilização dos campos offshore esgotados da Eni, com a Eni a assumir a responsabilidade operacional para as atividades de armazenamento e transporte de CO₂, a fim de reduzir as emissões geradas pelo principal centro industrial da zona, onde um grande local de produção de hidrogénio também será construído, até 4 Mton/ano. O projeto está programado para começar em 2025, com a possibilidade de aumentar a capacidade de captura até 10 Mton/ano até 2030. Assinámos também um acordo de cooperação no Reino Unido com outros parceiros para aderir ao projeto CCS North Endurance Partnership (Eni 10%), que permitirá a descarbonização dos distritos industriais Teesside e Humberside no nordeste do país. Prevê-se o arranque das atividades em 2027, com uma capacidade de armazenamento inicial de 5 Mton/ano de CO₂.


Os números do centro em Ravenna

Por explorar os campos de gás desativados ao largo da costa de Ravenna, que são completamente impermeáveis, pretendemos criar o maior centro do mundo para a captura e armazenamento de carbono (CCS).

  • 4 Mton/ano: capacidade de armazenamento anual inicial de CO2
  • 10 Mton/ano: capacidade de armazenamento anual sucessiva de CO2
  • 500 Mton: capacidade total de armazenamento de CO2
  • 2026: primeiro ano do armazenamento inicial de CO2


Impacto ambiental

Embora possam ser ligeiramente diferentes uma da outra, uma coisa que as tecnologias CCS e CCU têm em comum é a sua capacidade de transformar uma limitação num recurso, criando oportunidades para crescimento económico e sustentabilidade ambiental por reduzir as emissões de CO2. Na área de Ravenna, por exemplo, poderíamos oferecer oportunidades significativas para a área local e inúmeras empresas. De facto, ao integrar instalações de produção onshore com o projeto próximo CCS offshore, muitas empresas teriam a oportunidade de descarbonizar as suas atividades. Isto criaria um cluster industrial de carbono zero que, como tal, poderia atrair novos investimentos e gerar novas oportunidades de emprego num setor tecnologicamente avançado.

De um modo geral, o que esses sistemas fazem é capturar os gases de efeito estufa gerados pela indústria e outras formas de atividade humana ou, no futuro, diretamente da atmosfera e introduzi-los num novo ciclo de produção, que a aumenta e acrescenta valor. A vantagem adicional oferecida pela CCU é que ela transforma o dióxido de carbono numa "matéria-prima" que é utilizada em vários processos virtuosos de acordo com os princípios da economia circular. Além disso, estes processos podem ser utilizados para ajudar a produzir eletricidade a partir de fontes renováveis.


Apoio internacional à captura, armazenamento e reutilização do carbono

Os projetos CCS e CCU são também considerados fundamentais para a descarbonização energética por organizações internacionais como, entre outras, a Iniciativa Climática para o Petróleo e o Gás (OGCI) e a Agência Internacional de Energia (IEA), a Comissão Económica das Nações Unidas para a Europa (UNECE) e o Painel Intergovernamental sobre as Alterações Climáticas (IPCC). Em 2019, a OGCI lançou a iniciativa CCUS Kickstarter para ajudar a reduzir os custos, demonstrar o impacto positivo das políticas pró-CCS e CCU e atrair investimentos comerciais generalizados no terreno. Atualmente, CCUS KickStarter tem oito centros internacionais para CCS, um dos quais é o projeto Ravenna CCS. Além disso, em setembro de 2020, a IEA publicou o relatório CCUS in Clean Energy Transitions, no qual afirmou que a CCS e a CCU serão cruciais para alcançar emissões zero de gases de efeito estufa e apelou a um maior investimento nestas tecnologias, que são agora consideradas fiáveis e seguras.