Os parques eólicos offshore podem capturar carbono do ar e armazená -lo
O objetivo do governo Biden é ter 30 gigawatts de energia eólica offshore fluindo até 2030. Foto: Ragnar1904
Nas costas de Massachusetts e Nova York, os desenvolvedores estão se preparando para construir os primeiros parques eólicos offshore aprovados pelo governo federal dos Estados Unidos-74 turbinas em tudo o que podiam alimentar 470.000 casas.Mais de uma dúzia de outros projetos eólicos offshore estão aguardando aprovação ao longo da costa leste.
Até 2030, o objetivo do governo Biden é ter 30 gigawatts de energia eólica offshore fluindo, o suficiente para alimentar mais de 10 milhões de casas.
Substituir a energia baseada em combustível fóssil por energia limpa, como a energia eólica, é essencial para adiar os efeitos agravados das mudanças climáticas.Mas essa transição não está acontecendo rápido o suficiente para interromper o aquecimento global.As atividades humanas bombearam tanto dióxido de carbono para a atmosfera que também teremos que remover o dióxido de carbono do ar e prendê -lo permanentemente.
Os parques eólicos offshore estão posicionados de forma única para fazer as duas coisas - e economizar dinheiro.
Como geofísico marinho, tenho explorado o potencial de combinar turbinas eólicas com tecnologia que captura dióxido de carbono diretamente do ar e o armazena em reservatórios naturais sob o oceano.Construídos juntos, essas tecnologias podem reduzir os custos de energia da captura de carbono e minimizar a necessidade de dutos onshore, reduzindo os impactos no meio ambiente.
A maioria das áreas de arrendamento de energia renovável na costa atlântica fica perto dos estados do meio do Atlântico e Massachusetts.Cerca de 480.000 acres do New York Bight estão programados para serem leiloados para parques eólicos em fevereiro de 2022. Imagem: Bureau of Ocean Energy Management
Captura de CO2 do ar
Vários grupos de pesquisa e startups de tecnologia estão testando dispositivos diretos de captura de ar que podem puxar dióxido de carbono diretamente da atmosfera.A tecnologia funciona, mas os primeiros projetos até agora são caros e intensivos em energia.
Os sistemas usam filtros ou soluções líquidas que capturam CO2 do ar soprado sobre eles.Depois que os filtros estão cheios, são necessárias eletricidade e calor para liberar o dióxido de carbono e reiniciar o ciclo de captura.
Para que o processo atinja emissões negativas líquidas, a fonte de energia deve ser livre de carbono.
A maior planta ativa de captura direta ativa do mundo que opera hoje faz isso usando calor residual e energia renovável.A planta, na Islândia, bombeia seu dióxido de carbono capturado para a rocha de basalto subjacente, onde o CO2 reage com o basalto e calcifica, transformando -se em minerais sólidos.
Um processo semelhante pode ser criado com turbinas eólicas offshore.
Se os sistemas de captura direta de ar fosse construída ao lado das turbinas eólicas offshore, eles teriam uma fonte imediata de energia limpa do excesso de energia eólica e poderiam colocar o dióxido de carbono diretamente para armazenamento sob o fundo do mar abaixo, reduzindo a necessidade de extensos sistemas de dutos.
A Climeworks, uma empresa suíça, possui 15 plantas diretas de captura aérea, removendo o dióxido de carbono do ar.Foto: Climeworks
Os pesquisadores estão atualmente estudando como esses sistemas funcionam em condições marítimas.A captura direta do ar está apenas começando a ser implantada em terra, e a tecnologia provavelmente teria que ser modificada para o ambiente oceânico severo.Mas o planejamento deve começar agora, para que os projetos de energia eólica estejam posicionados para aproveitar os locais de armazenamento de carbono e projetados para que as plataformas, a infraestrutura do sub-mar e as redes cabelistas possam ser compartilhadas.
Usando excesso de energia eólica quando não é necessário
Por natureza, a energia eólica é intermitente.A demanda por energia também varia.Quando o vento pode produzir mais energia do que o necessário, a produção é reduzida e a eletricidade que pode ser usada é perdida.
Essa energia não utilizada poderia ser usada para remover o carbono do ar e prendê -lo.
Por exemplo, o objetivo do Estado de Nova York é ter 9 gigawatts de energia eólica offshore até 2035. Espera-se que esses 9 gigawatts ofereçam 27,5 terawatt-hora de eletricidade por ano.
Com base nas taxas históricas de redução do vento nos EUA, pode-se esperar um excedente de 825 megawatts-horas de energia elétrica por ano, à medida que os parques eólicos offshore se expandem para atingir esse objetivo.Assumindo que a eficiência da Capture Direta continua a melhorar e atinge alvos comerciais, essa energia excedente pode ser usada para capturar e armazenar mais de 0,5 milhão de toneladas de CO2 por ano.
Ou seja, se o sistema usasse apenas energia excedente que teria sido desperdiçado.Se usasse mais energia eólica, seu potencial de captura e armazenamento de carbono aumentaria.
Várias áreas do meio do Atlântico sendo alugadas para parques eólicos offshore também têm potencial para armazenamento de carbono sob o fundo do mar.A capacidade é medida em milhões de toneladas métricas de CO2 por quilômetro quadrado.Os EUA produzem cerca de 4,5 bilhões de toneladas de CO2 a partir de energia por ano.Imagem: Departamento de Energia dos EUA e Battelle
O Painel Intergovernamental de Mudança Climática projetou que 100 a 1.000 gigatons de dióxido de carbono terão que ser removidos da atmosfera ao longo do século para manter o aquecimento global sob 1,5 graus Celsius (2,7 Fahrenheit) em comparação aos níveis pré-industriais.
Os pesquisadores estimaram que as formações geológicas do sub-fôlego adjacentes aos desenvolvimentos eólicos offshore planejados na costa leste dos EUA têm a capacidade de armazenar mais de 500 gigatons de CO2.É provável que as rochas de basalto existam em uma série de bacias enterradas nessa área, adicionando ainda mais capacidade de armazenamento e permitindo que o CO2 reaja com o basalto e se solidifique com o tempo, embora as pesquisas geotécnicas ainda não tenham testado esses depósitos.
Planejar ambos economiza tempo e custo
Novos parques eólicos construídos com captura direta de ar podem fornecer energia renovável à rede e fornecer energia excedente para captura e armazenamento de carbono, otimizando esse investimento maciço para um benefício climático direto.
Mas isso exigirá planejamento que começará bem antes da construção.O lançamento das pesquisas geofísicas marinhas, os requisitos de monitoramento ambiental e os processos de aprovação para energia eólica e armazenamento juntos podem economizar tempo, evitar conflitos e melhorar a administração ambiental.
David Goldberg é professor de pesquisa no Observatório da Terra de Lamont-Doherty da Universidade de Columbia.
Este artigo é republicado da conversa sob uma licença Creative Commons.Leia o artigo original.
