Fatos importantes e rápidos

• Florestas, pastagens e fazendas tradicionalmente capturam cerca de 25% da emissões de carbono.
• As pastagens armazenam cerca de 12% do carbono terrestre da Terra.
• A cada ano, as turfeiras do planeta armazenam 307 megatoneladas de carbono, mais do que o armazenamento total de carbono do todos os tipos de vegetação da Terra.
• A camada superficial do oceano absorveu até 30% do dióxido de carbono liberado pela queima humana combustíveis fósseis.
• As florestas do nosso planeta, solos e os oceanos são seus maiores sumidouros de carbono.
• A maior parte do carbono na Terra está armazenada em sedimentos e rochas.
• O carbono está presente em todos os seres vivos do planeta.
• Humanos são compostos por cerca de 18,5% de carbono.

O que é “Sequestro de Carbono”?

O sequestro de carbono é o processo de captura do dióxido de carbono atmosférico – o gás mais comumente produzido gás de efeito estufa – e armazenando-o na Terra. A maior parte do dióxido de carbono na atmosfera é formada pela combustão de combustíveis fósseis, principalmente carvão e petróleo.

A quantidade de dióxido de carbono atmosférico tem aumentou em 30% nos últimos 150 anos. É consenso geral entre a maioria dos cientistas que existe uma correlação direta entre o aumento das temperaturas globais e o aumento dos níveis de dióxido de carbono. O objetivo do sequestro de carbono é reduzir a quantidade de dióxido de carbono que retém o calor na atmosfera, a fim de reduzir a aquecimento global e mudança climática.

Existem três tipos de sequestro de carbono: biológico, geológico e tecnológico. O sequestro biológico de carbono é o armazenamento de dióxido de carbono na vegetação encontrada nos oceanos, nos solos, nas florestas e nas pastagens. O sequestro geológico de carbono é o processo de armazenamento de carbono em formações geológicas subterrâneas, como rochas. O sequestro tecnológico de carbono é uma série de métodos que os cientistas estão explorando para remover e sequestrar carbono usando inovações tecnológicas, bem como a investigação de formas inovadoras de usar o carbono como recurso.

O que é o ciclo do carbono e por que ele é importante?

O carbono é um elemento químico necessário para a formação do DNA e das proteínas que compõem todos os seres vivos da Terra. Artrópodes como insetos, crustáceos e aranhas, são compostos por cerca de 50% de carbono; em média, os mamíferos – tanto marinhos quanto terrestres – são compostos por cerca de 8,35% de carbono, e cerca de 35 a 65% do peso seco dos biomassa na Terra é composta de carbono.

A Terra ciclo do carbono mantém o carbono – cuja quantidade nunca muda – movendo-se continuamente da atmosfera de volta para a Terra, onde é usado, armazenado e liberado novamente na atmosfera.

O carbono é encontrado na forma de dióxido de carbono na atmosfera da Terra e ajuda a regular a temperatura do nosso planeta. Sem o dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa, nosso planeta estaria congelado, como Urano e Netuno. Com um excesso de gases de efeito estufa, ele seria quente demais, como Vênus. O ciclo do carbono mantém o carbono em movimento para onde ele é necessário na Terra, garantindo que nosso planeta evite esses extremos.

A maior parte do carbono na Terra é armazenada em sedimentos e rochas, enquanto o restante está contido na atmosfera, no oceano e nos seres vivos. Esses, juntamente com ambientes como o tropical, são os principais responsáveis pela florestas tropicais, turfeiras, pastagens, pântanos, norte florestas boreais, solos e recifes de coralsão chamados de sumidouros de carbono – ambientes naturais que têm a capacidade de absorver dióxido de carbono da atmosfera e armazená-lo, às vezes por milênios. Os sumidouros de carbono absorvem mais carbono do que liberam, o que significa que eles reduzem a concentração de dióxido de carbono atmosférico, ajudando a manter a o aquecimento global em xeque.

O carbono pode ser liberado novamente na atmosfera por meio da queima de combustíveis fósseis – compostos de plantas e animais pré-históricos que morreram e, com o tempo, foram incorporados em camadas de rocha -, da queima de biomassa, da erupção de vulcões e da morte e decomposição de matéria vegetal e animal, além de outros processos.

O excesso de dióxido de carbono que ocorre quando os combustíveis fósseis são queimados pelos seres humanos altera o clima do planeta, resultando em temperaturas mais altas que levam à acidificação dos oceanos e a interrupções nos ecossistemas delicadamente equilibrados da Terra.

Por que o sequestro de carbono é importante?

Humano & amp; Impactos climáticos

Em menos de 200 anos, atividades humanas aumentaram os níveis de dióxido de carbono na atmosfera em 50%. Cerca de 45% do dióxido de carbono emitido pelos seres humanos ainda está na atmosfera, mas o sequestro de carbono pode evitar mais emissões de contribuir para o aquecimento global. O sequestro de carbono reduz os níveis de dióxido de carbono na atmosfera, o que retarda o aquecimento do planeta e seus efeitos negativos sobre o clima. O aquecimento global levou a um aumento de incêndios florestais, secas, mais clima extremo eventos, o derretimento do calotas polares e Gelo marinho do Ártico, aumento do nível do mar e outros desastres relacionados ao clima.

Impactos sobre a biodiversidade

Experimentos descobriram que o aumento da abundância de espécies de plantas aumenta a o armazenamento de carbono significativamente. As pastagens têm um papel importante no ciclo de carbono do planeta. À medida que os níveis atmosféricos de dióxido de carbono continuam a aumentar, as pastagens com maior biodiversidade podem armazenar mais carbono.

A biodiversidade melhora o armazenamento de carbono orgânico do solo (SOC) ao aumentar a diversidade de micróbios do soloO senhor pode usar os micróbios do solo para melhorar os ganhos líquidos de carbono, especialmente no subsolo, e reduzir as perdas de carbono da decomposição microbiana.

Tipos de sequestro de carbono

Sequestro biológico de carbono

O sequestro biológico de carbono ocorre devido à capacidade natural da vegetação e da ecossistemas para armazenar carbono. As plantas capturam o carbono atmosférico e o coletam como carboidratos. O carbono pode ser armazenado em sistemas de raízes, cascas e troncos de árvores, folhas, galhos e em leitos de ervas marinhas por meio de sedimentação. O carbono é armazenado na vegetação encontrada nos oceanos, na costa zonas úmidas, florestas, pastagens, solos, pântanos de turfa e regiões áridas como desertos. Quando as plantas morrem ou seus galhos ou folhas caem, o carbono armazenado nelas é liberado na atmosfera ou absorvido pelo solo ou pelo leito marinho.

Oceanos & Zonas úmidas costeiras

O fitoplâncton, as ervas marinhas, as algas e outros organismos oceânicos, como plantas microscópicas, coletam carbono orgânico e o armazenam nos sedimentos do fundo do oceano. O carbono atmosférico capturado e armazenado pelos ecossistemas de áreas úmidas costeiras e oceanos é chamado de carbono azul.

As partes do oceano que são mais frias e ricas em nutrientes têm a capacidade de absorver mais carbono do que as partes mais quentes do oceano. É por isso que o regiões polares do globo são geralmente sumidouros de carbono.

Acredita-se que, até o ano 2100, grande parte dos oceanos do mundo será um sumidouro de carbonoo que poderia mudar a química do oceano e reduzir a águao pH da água, fazendo com que ela se torne mais ácida.

Florestas

As florestas absorvem o dióxido de carbono atmosférico por meio da fotossíntese e o armazenam tanto em corpos vivos quanto mortos. árvores, suas sistemas radiculares, o próprio solo da floresta, a vegetação rasteira e os solos. Coletivamente, esses repositórios de carbono são chamados de reservatórios de carbono. A maior densidade de carbono existe em árvores vivas, solos e no chão da floresta.

Desmatamento e os incêndios florestais podem perturbar os ecossistemas florestais e liberar o carbono sequestrado de volta à atmosfera, reduzindo assim a eficácia das florestas como sumidouros de carbono.

Pastagens

Cerca de um quarto da superfície da Terra é coberta por pastagens. Essas áreas cobertas por vegetação herbácea armazenam cerca de 12% do carbono terrestre do planeta, dos quais cerca de 81% estão armazenados no solo.

Como a maior parte do carbono absorvido pelas pastagens é armazenada no subsolo, quando há incêndios florestais ou secas, o carbono sequestrado não é tão suscetível de ser perturbado e liberado de volta para a atmosfera. Quando as próprias plantas são queimadas, o carbono que elas armazenaram permanece em segurança nas raízes e no solo.

Embora as florestas tenham o potencial de armazenar mais carbono do que as pastagens, as pastagens são mais resistentes diante das condições imprevisíveis e, muitas vezes, severas que acompanham as mudanças climáticas.

Turfeiras

As turfeiras são compostas por água e vegetação densa e desempenham um papel fundamental no armazenamento de carbono. Três por cento da superfície do planeta é composta de turfeiras. As turfeiras danificadas são responsáveis por cinco por cento das emissões de carbono causadas pelo homem.

Os tipos de turfeiras incluem pântanos, lodaçais, estuários, turfeiras e pântanos. As turfeiras sequestram a maior parte do carbono de todos os tipos de turfeiras.

Essas importantes reservas de carbono podem chegar a 65 pés de profundidade no subsolo e podem levar milhares de anos para se formar. Esses tesouros naturais estão ameaçados pelo aumento das temperaturas, incêndios florestais e desenvolvimento. Como levam muito tempo para se desenvolver, uma vez que desaparecem, são difíceis de restaurar e o carbono armazenado é liberado novamente na atmosfera.

Muitas vezes, as turfeiras em regiões tropicais são convertidas em agrícolas usos como óleo de palma que envolve a drenagem das áreas úmidas, reduzindo drasticamente sua capacidade de armazenar carbono. O processo de conversão dessas terras ecologicamente valiosas na Indonésia e na Malásia é responsável por 30% das emissões totais de gases de efeito estufa desses países.

Um grupo de 380 musgos chamados coletivamente de musgo sphagnum está sempre crescendo e substituindo o musgo mais velho em uma turfeira saudável. Esses musgos dependem de condições úmidas e frias e, mesmo quando morrem e se transformam em solo, seus componentes químicos são retidos e enriquecem o solo.

Quando o musgo de uma turfeira é decomposto por fungos e bactérias, é liberado ácido que permanece na água circundante, que já é pobre em oxigênio porque a água não flui. As condições de alta acidez e baixo oxigênio impedem que o musgo morto se decomponha, pois o novo musgo continua a crescer e a cobri-lo. À medida que o musgo morto afunda no pântano, juntamente com seus compostos orgânicos, o carbono permanece armazenado nele em vez de ser liberado de volta para a atmosfera.

A turfa, que contém a maior parte do carbono do pântano, fica abaixo das camadas de musgo morto e do novo musgo sphagnum.

O carbono nas turfeiras pode levar milhares de anos para ser acumulado e, normalmente, o solo composto por mais de 20 a 30% de matéria orgânica é considerado turfa.

À medida que as temperaturas aumentam duas vezes mais rápido do que a média global logo abaixo do Círculo Polar Ártico – onde há uma concentração de turfeiras – as turfeiras estão secando e criando condições ideais para incêndios.

Solos

A principal forma de armazenamento de carbono nos solos é a matéria orgânica do solo (SOM), que consiste em diferentes compostos de carbono encontrados na decomposição de tecidos animais e vegetais, fungos, bactérias, nematoides, protozoários e carbono de minerais no solo.

Como as plantas usam a fotossíntese para transformar carbono em oxigênio, o carbono é armazenado como SOM, geralmente por várias décadas.

Nas regiões desérticas e áridas do mundo, os carbonatos – formados pelo dióxido de carbono que se dissolve na água e percola no solo ao longo de milhares de anos – misturam-se com magnésio e cálcio, formando um depósito mineral chamado “caliche”. Os carbonatos têm a capacidade de armazenar carbono por mais de 70.000 anos.

Os cientistas vêm adicionando silicatos pulverizados ao solo para acelerar a formação de carbonatos, de modo que o carbono possa ser armazenado por períodos mais longos.

Sequestro geológico de carbono

O Sequestro Geológico de Carbono é um tipo de captura e armazenamento de carbono (CCS), que armazena dióxido de carbono injetando-o em formações geológicas, como rochas porosas, a fim de usar o ambiente subterrâneo profundo do planeta para armazenamento de longo prazo.

Os tipos de locais de sequestro geológico de carbono incluem leitos de carvão, formações salinas profundas e antigos depósitos de petróleo e gás reservatórios.

Sequestro tecnológico de carbono

O sequestro tecnológico de carbono ocorre quando os cientistas usam tecnologias inovadoras – como CCS e captura, utilização e armazenamento de carbono (CCUS) para remover o carbono da atmosfera e armazená-lo. Eles também estão explorando maneiras de usar o carbono sequestrado como um recurso.

Captura e armazenamento de carbono

CCS é o processo de captura e armazenamento de dióxido de carbono dos combustíveis fósseis produzidos por atividades humanas para evitar que ele se acumule na atmosfera da Terra.

O carbono é inicialmente capturado de uma fonte de energia onde é criado – como uma usina de processamento de gás natural, uma usina de energia ou uma refinaria de petróleo – ou de uma fonte industrial, como uma fábrica de cimento ou aço.

O uso da CCS em uma instalação industrial ou usina de energia geralmente envolve a captura, o transporte e o armazenamento do carbono. Diferentes tecnologias são usadas para capturar o dióxido de carbono no ponto de emissão, mas quando o dióxido de carbono está em uma concentração alta o suficiente para ser separado, comprimido e resfriado, ele é capturado e transportado como um líquido por meio de um gasoduto para um local especial onde é injetado e sequestrado.

Navios, dutos e, às vezes veículos ou trens são usados para levar o carbono liquefeito a um local de armazenamento adequado. O carbono é então injetado nas formações geológicas subterrâneas para armazenamento de longo prazo.

Captura, utilização e armazenamento de carbono

Quando o dióxido de carbono é capturado das emissões de uma chaminé de uma fábrica ou outra fonte – como o ar que nos rodeia – ele pode ser usado para fabricar uma série de produtos, desde concreto e plásticos para combustível para veículos e aeronaves, até mesmo bebidas carbonatadas.

Esse processo – captura de carbono e produção de materiais a partir dele – é chamado de CCUS. Embora a tecnologia exista, o que o público acharia de beber uma bebida feita com dióxido de carbono reciclado é algo que ainda está sendo discutido e explorado.

O emprego da CCUS poderia colocar bilhões de toneladas de carbono em uso prático em uma ampla gama de setores, em vez de liberá-lo novamente na atmosfera.

Produção de grafeno

Outro exemplo de carbono sendo reciclado e transformado em um recurso material é a produção de grafeno. O grafeno é um material usado para fazer smartphones e outros instrumentos tecnológicos. Em temperaturas de até 1.832 graus Fahrenheit, o carbono e o hidrogênio podem ser convertidos em grafeno.

Captura direta de ar

A captação direta de ar (DAC) utiliza reações químicas a partir de moléculas projetadas para atrair e extrair o dióxido de carbono diretamente do ar. Os sistemas mais avançados usam produtos químicos comuns na forma de solventes ou sorventes que destacam o dióxido de carbono e o prendem à medida que o ar passa por eles. Esses produtos químicos que retêm o carbono podem ser reutilizados.

Da mesma forma que a captura de carbono, o carbono retido usando o DAC pode ser injetado em formações geológicas subterrâneas ou usado em materiais ou produtos. Quando usado na fabricação de materiais como plástico ou concreto, o carbono pode ser sequestrado por décadas ou séculos. Se for usado na fabricação de combustível ou bebidas, não demoraria muito para ser liberado de volta na atmosfera – não é a aplicação mais favorável ao clima. Entretanto, no caso dos combustíveis fósseis, o combustível de aviãoo senhor ainda pode ser uma alternativa melhor.

Benefícios do sequestro de carbono

Parte da natureza da Terra ciclo do carbonoo sequestro de carbono é um componente importante do equilíbrio geral do nosso planeta.

O sequestro biológico de carbono é a maneira mais abundante e confiável de remover o dióxido de carbono do ar, mas métodos tecnológicos como CCS e CCUS também podem ser utilizados para compensar as emissões adicionais de gases de efeito estufa das atividades humanas. A melhor maneira de manter as emissões prejudiciais sob controle, no entanto, é reduzir e, por fim, eliminar o uso de combustíveis fósseis.

Além de remover o dióxido de carbono da atmosfera da Terra, o que ajuda a desacelerar o aquecimento global, outros benefícios do sequestro de carbono incluem saúde do soloo que significa melhor resiliência climática e menor necessidade de fertilizantes sintéticos.

Melhoria da saúde do solo

Um SOC mais alto melhora a saúde do solo ao aumentar a estabilidade física e a estrutura do solo, o que melhora a retenção de água, drenagem e aeração, além de reduzir o risco de perda de nutrientes e erosão.

O aumento do SOC também ajuda a restaurar os solos degradados, o que significa melhor produtividade agrícola.

Há várias maneiras de aumentar o SOC, que se enquadram na categoria geral de agricultura regenerativa. Isso inclui a redução do distúrbio do solo por meio do uso de práticas agrícolas de plantio direto ou baixo, plantio de culturas perenes, rotação de culturas, aplicação de resíduos de culturas ou composto e pastoreio gerenciado de gado.

Melhor resiliência climática dos solos

Os solos saudáveis são importantes porque não só têm a capacidade de armazenar mais carbono, mas também podem absorver e reter um volume maior de água, tornando-os mais resistentes à seca.

A capacidade dos solos saudáveis de absorver mais água antes de ficarem saturados também significa que maior resistência a enchentes e uma redução no escoamento de terras agrícolas.

Redução da necessidade de fertilizantes

Solos mais saudáveis não precisam de tanto ou nenhum fertilizante para serem produtivos, pois já possuem um equilíbrio adequado dos nutrientes necessários para o crescimento das plantas. Usar menos fertilizante é melhor para o meio ambiente e pode economizar dinheiro para os agricultores.

O uso excessivo de fertilizantes pode causar concentrações de sal que são muito altas e podem prejudicar os bons microorganismos do solo. O excesso de fertilizantes é ruim para os ecossistemas, pois os nutrientes em excesso podem ser arrastados para os sistemas de água doce e criar perigosas florações de algas.

Os fertilizantes sintéticos que foram decompostos pelos micróbios do solo também podem liberar óxido nitroso – um poderoso gás de efeito estufa.

Desafios do sequestro de carbono

Saturação

O novo solo é criado quando o carbono e os micróbios são adicionados ao solo existente a partir da decomposição de matéria vegetal, fungos, raízes de plantas e esterco de gado.

Embora as partes mais rasas de solos saudáveis possam ficar temporariamente saturadas de carbono, o solo saturado de carbono é continuamente reciclado e incorporado ao solo existente para formar um novo solo com capacidade de reter carbono adicional.

Reversibilidade

O carbono pode ser liberado novamente na atmosfera por meio de diversos mecanismos, incluindo atividades humanas, como a queima de biomassa e de combustíveis fósseis, incêndios florestais e a perturbação dos solos.

É importante manter práticas de manejo do solo que se concentrem na saúde do solo em vez de aumentar a produtividade das culturas por meio do uso de fertilizantes sintéticos – que não contêm nutrientes que fortalecem o solo – e da monocultura, que perturba o equilíbrio natural do solo. Solos saudáveis significam alimentos ricos em nutrientes, colheitas produtivas e um repositório essencial para o carbono sequestrado.

Medição

É difícil calcular a quantidade de carbono que foi removida da atmosfera e sequestrada nos oceanos, rochas, árvores e solos da Terra porque há muitas variáveis diferentes envolvidas nos complexos processos de sequestro biológico de carbono.

Atualmente, o monitoramento e a verificação da remoção de carbono são muito caros e difíceis de tentar implementar em grande escala.

Poluição

Os reservatórios subterrâneos usados na CCS têm o potencial de vazar carbono de volta para a atmosfera ou águas subterrâneas. Eles também podem provocar sismicidade induzida – tremores causados pelo homem e terremotos causados por mudanças na pressão e na tensão da crosta terrestre.

Energia intensiva e cara

O DAC consome muita energia e ainda é muito caro para ser implementado em escala de massa, mas proporciona armazenamento permanente e mensurável de carbono.

Devido aos enormes requisitos de energia necessários para o isolamento do dióxido de carbono do ar ambiente, o DAC é mais caro por tonelada de carbono removido da atmosfera do que muitos métodos naturais de remoção de carbono ou estratégias de mitigação.

Há estimativas variadas para os custos do DAC, mas uma estimativa de 2022 diz que eles variam de US$ 250 a US$ 600 por tonelada métrica de carbono removido. Em contrapartida, o custo da maior parte do reflorestamento é inferior a US$ 50 por tonelada métrica. Nos próximos cinco a dez anos, os custos do DAC poderão cair para US$ 150 a US$ 200.

O Carbono Negativo lançada pelo Departamento de Energia em 2021, tem como meta reduzir os custos das tecnologias em escala de gigatonelada para remoção de carbono para US$ 100 por tonelada.

Um dos motivos pelos quais o DAC é tão caro é que não há tantos projetos ou empresas usando o método, mas se isso mudar, os custos poderão cair.

O que podemos fazer para apoiar o sequestro de carbono?

Como sociedade?

A melhor maneira de apoiar a captura de carbono é preservar florestas, zonas úmidas, turfeiras e seus ecossistemas, ao mesmo tempo em que se recuperam terras agrícolas para serem reflorestadas e reflorestadas.

Reduzir o uso de plásticos e outros poluentes tóxicos e evitar que eles cheguem aos nossos oceanos, lagos e cursos d’água ajudará a criar os melhores ambientes para a captura de carbono nas águas do nosso planeta.

O aprimoramento dos métodos de gerenciamento da terra e a promoção da agricultura regenerativa, ao mesmo tempo em que se elimina a agricultura industrial, aumentarão a capacidade dos solos de absorver e sequestrar carbono.

Em nossas próprias vidas?

Plantando um jardim, árvores e flores sem o uso de fertilizantes sintéticos ou tóxicos pesticidas, rewilding nosso espaços verdes e a adoção de práticas que ajudam a regenerar naturalmente o solo são formas de contribuir individualmente para a redução do dióxido de carbono em nossa atmosfera.

Além disso, tudo o que pudermos fazer para reduzir a produção de combustíveis fósseis – diminuindo nosso uso de eletricidade, reduzindo ou eliminando carne e laticínios de nossas dietas, comprando e comendo localmente, evitando fast fashion, minimizando o uso de plásticos e embalagens plásticas, viajando da forma mais eficiente possível, utilizando solar, vento e outras formas de energia renovável e dirigir elétrico em vez de veículos movidos a gás – significa que menos dióxido de carbono é liberado na atmosfera, que precisará ser capturado e armazenado.

Conclusão

O sequestro de carbono é uma parte essencial do ciclo de carbono da Terra e da manutenção do equilíbrio entre o carbono que se junta a outros elementos para formar a vida e sua liberação natural de volta à atmosfera do planeta.

O Acordo de Paris A meta de limitar o aquecimento global a bem menos de dois graus Celsius – de preferência 1,5 grau Celsius – acima dos níveis pré-industriais é uma das principais maneiras pelas quais os seres humanos estão tentando mitigar as mudanças climáticas e todas as suas consequências desastrosas. Para atingir essa meta, a queima de combustíveis fósseis precisa ser interrompida.

Nesse ínterim, antes da transição para energia 100% renovável – que, espera-se, ocorra até 2050, no máximo – os seres humanos devem fazer tudo o que puderem para limitar a liberação de dióxido de carbono na atmosfera.

Para isso, tecnologias como CCS e CCUS podem ser utilizadas juntamente com reduções no uso de combustíveis fósseis, agricultura industrial – que produz uma grande quantidade de metano e óxido nitroso – e a destruição de florestas para a agricultura.