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Esta introdução foi cedida pela página: MCT

Revista do Meio Ambiente

Minimização e Seqüestro de Emissões de Carbono - 1a Parte

Por George de Souza Mustafá,  Luis Henrique Piva,  Sean Patrick Bradley,

Sérgio de Mattos Fonseca, Wilton Oliveira Arruda*

PARTE I             

CONTEXTO

Dentro do contexto do Protocolo de Quioto, os países membros concordam em reduzir tanto as emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE) quanto o tamanho dos estoques atmosféricos destes gases. O principal foco destas reduções fica com os países desenvolvidos listados no ANEXO 1 da Convenção – Quadro das Nações Unidas para as Mudanças Climáticas, que terão que reduzir emissões em vários pontos de suas matrizes energéticas, nos sistemas industriais, florestais, agrícolas e urbanos. Com a introdução do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) será possível a implantação de projetos específicos visando realizar essas reduções nos países em desenvolvimento. Com isso em mente, este artigo pretende apresentar uma metodologia que facilita a identificação de técnicas de minimização e seqüestro de carbono.

O protocolo de Quioto e em particular o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo têm objetivos múltiplos que incluem conceitos de equidade e desenvolvimento sustentável para que o acordo seja realizado num contexto de melhoria na qualidade de vida para todos os povos. No entanto, a meta geral numa visão técnica pode ser descrita como o estabelecimento de um sistema biogeoquímico no qual os Gases de Efeito Estufa estejam em um equilíbrio dinâmico que não ameace a sustentabilidade dos sistemas sociais e ambientais do planeta. Em apoio a esta meta básica é noção de que somos capazes de modificar a quantidade de GEE na atmosfera através de diferentes técnicas, processos e procedimentos. O problema, em escala global, é de modificar os fluxos de carbono entre os vários estoques mundiais de forma a transferir carbono (e outros GEEs) do estoque atmosférico para outros estoques como o oceânico e biológico restabelecendo um equilíbrio aceitável. Os estoques mundiais de carbono são apresentados na seguinte figura:

Nesta figura observa-se que os estoques de carbono nos reservatórios petrolíferos e oceânicos representam os mais significativos para a manutenção do equilíbrio dinâmico global. Os estoques petrolíferos são importantes por que representam “transferências” feitas em épocas remotas que estão rapidamente sendo desfeitos por ação antrópica. Os oceanos tem sido o grande sistema de captação de carbono mas as taxas de captação são mais compatíveis com tempos geológicos e não acompanham as mudanças rápidas provocadas pelos homens.

MINIMIZAÇÃO E SEQUESTRO

Frente a este quadro de mudança nos fluxos mundiais, é fácil identificar a necessidade de reformular os sistemas industriais, urbanos e até ambientais de forma a contribuir para reverter o processo de acumulo de GEE na atmosfera. Neste sentido, existem, basicamente, duas estratégias para alterar os fluxos no ciclo de carbono. Primeiro podemos modificar os sistemas para evitar emissões de carbono (carbon emission avoidance), ou seja, mudar tecnologias e procedimentos de forma a reduzir ou até eliminar as emissões de carbono sem deixar de suprir demandas. A segunda estratégia é a captação ou “seqüestro”  de carbono já em estado gasoso que está sendo emitido para atmosfera ou que já se incorporou a esta. O seqüestro envolve, então, a transferência deste gás carbônico para um outro estoque qualquer.

Como estamos lidando com gases de permanências elevadas não vai ser o suficiente começar a minimizar emissões daqui por diante. Para estabelecer um novo equilíbrio que seja sustentável, será necessário utilizar ambas as técnicas de minimização e de seqüestro.  

METODOLOGIA DAS TECNOLOGIAS LIMPAS

Para identificar e desenvolver técnicas apropriadas para efetivar estas mudanças nos fluxos de carbono é essencial buscar um entendimento mais específico sobre a diferença entre métodos associados com minimização e aqueles associados com seqüestro. De início, podemos declarar que há mais benefícios ambientais com técnicas de minimização. Apoiando-se em metodologias desenvolvidas dentro do âmbito de tecnologias limpas é possível entender minimização e seqüestro como dois pólos no qual a minimização apresenta melhores resultados em termos de eficiências materiais e energéticas porque elimina etapas posteriores de mitigação e remediação. Ou seja, evitar a emissão implica evitar gastos associados com seqüestro.    

Em sistemas industriais, técnicas que visam a remoção ou tratamento de resíduos somente no fim do processo são chamados de soluções “fim de tubo”, e apesar de ainda ser uma parte importante dos processos industriais são atualmente reconhecidos como soluções ineficientes e geradoras de muitos impactos ambientais. Soluções focalizadas no “fim de tubo”  representam o pior caso numa seqüência de técnicas que visam reduzir desperdício e minimizar impactos ambientais. Tecnologias limpas visam aproximar cada vez mais sistemas de emissão zero segundo a seguinte hierarquia:

Figura 02

Trazendo esta metodologia para o contexto de mudanças climáticas é possível aplicá-la a outros sistemas desenvolvendo uma hierarquia mais genérica porém paralela a das tecnologias limpas (Figura 03).

Figura 03

EVITAR O PROBLEMA

Em cada um dos sistemas responsáveis para a geração de GEE podemos através desta metodologia identificar técnicas e medidas que tendam mais para minimização (evitar problema, ou manejo etc.) ou mais para seqüestro (mitigação, remediação). As melhores técnicas no topo da hierarquia evitam a geração de carbono e outros GEEs. Normalmente isto envolve mudanças radicais em tecnologia ou alterações em padrões de comportamento e/ou demandas.     

GERENCIAMENTO / MANEJO / PLANEJAMENTO

O segundo nível de consideração em sistemas industriais está subdivido em três etapas: alteração do processo, otimização de processo, e melhorias operacionais tem paralelo em outros sistemas através de uma ampla gama de técnicas de gerenciamento, manejo e planejamento que modificam estes sistemas reduzindo as emissões. A distinção entre as modificações tecnológicas focalizadas em equipamentos e aquelas que visam a melhora do capital humano são menos aparentes em sistemas urbanos e florestais e por isso serão objeto de estudos posteriores.

MITIGAÇÃO E REMEDIAÇÃO

Quando se fala de técnicas de mitigação e de remediação no fundo trata-se de técnicas de seqüestro. Então isto representa a divisa entre técnicas que evitam a geração de GEEs e técnicas corretivas que visam a remoção de substâncias já geradas. Técnicas de mitigação normalmente visam transferência do problema de um lugar para um outro considerado menos danoso enquanto técnicas de remediação visam a redução do impacto do problema freqüentemente sem realmente solucioná-lo.

SISTEMA FORA DE CONTROLE

O equivalente à disposição industrial em outros sistemas é um sistema fora de controle. Às vezes, isto pode envolver tentativas fracas a medidas corretivas, mas são sempre limitadas em escopo nunca abordando o problema de forma sistêmica.

Portanto, com esta estrutura conceitual seremos capazes de identificar e priorizar entre vários sistemas as técnicas que podem ser utilizadas para reduzir o efeito estufa. Serão apresentados a seguinte vários exemplos de técnicas em diferentes sistemas responsáveis para gases de efeito estufa. Os sistemas apresentados (industrial, florestal, agrícola e urbano) poderiam ter outras divisões, tratando, por exemplo, as questões energéticas separadas das industriais ou tratando resíduos sólidos fora do contexto urbano mas o intuito principal é de ilustrar a gama de técnicas possíveis e como elas podem ser avaliadas em termos holísticos visando aumentar benefícios ambientais gerais.

SISTEMAS INDUSTRIAIS

Os processos industriais que geram emissões atmosféricas e as respectivas concentrações médias de dióxido de carbono (CO2) nestas emissões são apresentados na tabela abaixo.

Como pode ser observado, a maioria desses processos descarrega as emissões diretamente na atmosfera. Em alguns casos, principalmente devido à alta concentração, o CO2 é normalmente comercializado ou aproveitado pelo próprio processo.

Com relação a quantidade de CO₂ gerada, os três principais processos em ordem decrescente são: combustão de gás natural, cimento e ferro-liga. Portanto, apesar da combustão de gás natural apresentar a menor concentração de CO₂ nas emissões gasosas (8 – 9 %v), é o processo industrial que gera maior volume de emissões para a atmosfera.

Técnicas para eliminar ou minimizar a geração de carbono e técnica para seqüestrar carbono no processo de combustão:

Técnicas para eliminar ou minimizar a geração de carbono e técnica para seqüestrar carbono no processo de produção de cimento:

Técnicas para eliminar ou minimizar a geração de carbono e técnica para seqüestrar carbono no processo de combustão: