A captura, utilização e armazenamento de carbono (CCUS) existe há anos, mas a complexidade, a confiabilidade, os custos e o caso geral de uso comercial mantiveram sua adoção global relativamente baixa. Com poucas pressões externas impulsionando uma adoção mais ampla e o obstáculo monetário de cada instalação precisar investir em sua própria solução de CCUS, essa ferramenta simplesmente não atingiu o limite de custo-benefício.
Essa maré está mudando à medida que os compromissos corporativos de cumprir metas agressivas de Net Zero e se qualificar para incentivos governamentais impulsionaram a criatividade em torno de como criar uma estrutura de custos viável para um gerenciamento eficaz de carbono. Está cada vez mais claro que o cumprimento das metas de Net Zero significa que são necessárias mais instalações de CCUS. De acordo com o Relatório do status global de CCS de 2021, atualmente, existem apenas 135 instalações comerciais em larga escala de CCUS operando em todo o mundo, mas mais de 2 mil serão necessárias até 2050 para cumprir as metas globais de mitigação climática.
Ter uma capacidade viável e generalizada de remover o CO2 significaria que fontes de energia emergentes, como o hidrogênio, poderiam acelerar esse processo. No fim das contas, o hidrogênio renovável produzido a partir de fontes “verdes” ou que não sejam de carbono, como solar e eólica, é extremamente atraente, mas o lado da demanda das aplicações de hidrogênio precisará crescer rapidamente para criar economias de escala. O CCUS torna isso possível graças ao “hidrogênio descarbonizado”, um passo intermediário em direção ao nosso futuro com o hidrogênio. Embora ainda não tenhamos percebido essa promessa em escala, o CCUS pode facilitar a produção de hidrogênio limpo a partir de combustíveis fósseis, as fontes da maior produção de hidrogênio atualmente. Com uma abordagem deliberada para alinhar-se aos fatores econômicos, o CCUS poderia servir como um caminho de menor custo para trazer hidrogênio de baixo carbono para novos mercados em escala.
Para viabilizar economicamente os projetos de CCUS, muitos apontam para novos centros regionais de captura de carbono que podem transformar o CO₂ em um modelo de negócio de “captura de carbono como serviço”. Em vez de diferentes empresas que desenvolvem instalações de CCUS separadas, que podem ser extremamente caras, esses centros compartilhariam infraestrutura e uma rede de dutos para capturar, agregar, transportar e armazenar carbono de uma variedade de refinarias locais e instalações petroquímicas, de fertilizantes, de aço e outras localizadas próximas umas das outras. Essa abordagem cria um recurso compartilhado, gerando uma oportunidade comercial mais forte e criando economias de escala muito aprimoradas, uma vez que as empresas dividirão o custo de armazenamento e reduzirão os custos gerais transportando CO₂ comprimido em uma rede de tubulação maior e compartilhada.
Tão importante quanto otimizar o próprio processo de captura são os sistemas de transferência de custódia e medição fiscal que podem medir com precisão a massa de CO2, movendo-se de ponto em ponto e de negócios para negócios. Isso permite que os fabricantes quantifiquem as emissões de suas próprias fontes, o que é necessário para o preço do carbono e para garantir a conformidade regulatória. Isso também permite que as instalações de armazenamento saibam quanto faturar seus fornecedores.
Quer as empresas quantifiquem o CO2 para créditos fiscais ou monetizem o CCUS de outras maneiras, poder depender de soluções de transferência de custódia, como medidores de vazão de alta precisão que podem tolerar pressões extremas, baixas temperaturas e grandes oscilações de densidade e analisadores em linha que podem detectar impurezas químicas em formas gasosas ou líquidas, é essencial para manter a lucratividade.
Criar novos centros para tornar a captura de carbono conomicamente atraente exigirá tecnologias avançadas de automação, soluções de gêmeo digital, software e novas ferramentas de engenharia para garantir que as instalações operem com segurança, confiabilidade e com o menor custo.
As principais tecnologias de captura de carbono são as tecnologias tradicionais de separação de processos, uma base da experiência da Emerson. Essa experiência, juntamente com software e soluções, tem apoiado alguns dos maiores projetos de CCUS do mundo, desde a avaliação e modelagem do local até a operação e monitoramento. A
otimização do processo de captura de carbono é o primeiro passo; os sistemas de informação de gestão de energia (EMIS) da Emerson ajudam a aumentar a visibilidade do processo e fornecem dados para uma melhor tomada de decisão. Os EMIS fornecem informações significativas e atualizadas sobre o desempenho energético da unidade para melhor identificar ineficiências e irregularidades. Isso ajuda os operadores a adotar medidas corretivas em tempo real para economizar tempo e energia. Ao detectar um desempenho ruim, o EMIS pode reduzir o uso de energia no local em até 15%. O controle preciso de equipamentos rotativos também pode reduzir o consumo de energia e garantir a integridade das máquinas, evitando o tempo de inatividade.
A liquefação do CO₂ é necessária para que ele seja transportado para uma instalação de CCUS e, com a experiência da Emerson em controles de processo e medições confiáveis, a visibilidade do CO2 pode ser continuamente monitorada. Os compressores desempenham um papel crítico no processo; as tecnologias de detecção generalizada e análise de dados da Emerson fornecem monitoramento contínuo da integridade e desempenho do compressor para mitigar o tempo de inatividade, danos aos equipamentos e custos excessivos de manutenção. As soluções de válvula digital otimizadas garantem um fluxo estável para o compressor, prevenindo danos e aumentando sua vida útil.
Projetos subterrâneos de armazenamento de carbono dependem de análises confiáveis e precisas de formações geológicas subterrâneas. Software de E&P (exploração e produção), do negócio de software AspenTech da Emerson, combinado com soluções de gêmeo digital, oferece modelagem simulada dinâmica de ambientes físicos, o que permite um mapeamento preciso e medição de complexos de armazenamento subterrâneos. Além disso, uma avaliação confiável da integridade da contenção de armazenamento de longo prazo é fundamental para as decisões de negócios em torno da seleção e desenvolvimento do local. Os medidores de fundo fornecem dados contínuos e em tempo real do reservatório de armazenamento, garantem a integridade do poço e a confiabilidade do processo enquanto o software analisa e interpreta as alterações subterrâneas observadas nos dados sísmicos durante a vida útil do projeto.
Por fim, manter novos projetos de CCUS dentro do cronograma e do orçamento é vital para reduzir riscos. A abordagem de Project Certainty da Emerson reúne estratégias modernas de gestão de projetos, práticas de engenharia inovadoras e tecnologias digitais para eliminar custos, reduzir complexidade e acomodar mudanças.
Os movimentos para impulsionar uma adoção mais forte de CCUS têm um impacto ambiental agora, mas seu potencial de impacto futuro é ainda maior. À medida que os setores continuam avançando o CCUS, o modelo regional do centro de captura de carbono pode ser expandido para ser também uma instalação regional de produção de hidrogênio. Os assinantes do serviço CCUS também podem comprar hidrogênio para seus processos de produção, e qualquer CO₂ resultante da produção de hidrogênio descarbonizado pode ser imediatamente removido dentro do centro.
Esse modelo bidiretório tem o potencial de criar um sistema de circuito fechado (ou economia circular) para carbono e hidrogênio. Desde o uso de resíduos de instalações e o compartilhamento de fluxos de energia e materiais até a captura de carbono e produção de hidrogênio da fonte mais econômica, o modelo se torna uma economia circular que reutiliza tanto o hidrogênio quanto o carbono, ao mesmo tempo em que reduz custos e gera receita. Atingir o Net Zero será praticamente impossível sem o CCUS; na luta contra as mudanças climáticas, os centros de captura de carbono têm o potencial de ser um divisor de águas.
