Por que o gelo inflamável pode ser o salvador de energia que procuramos
Pode haver mais energia em hidratos de metano do que em todo o petróleo, carvão e gás do mundo combinados. Poderia ser o 'combustível ponte' perfeito para um futuro de energia limpa.
- “Gelo salvador” é uma forma de gás congelado inflamável chamado hidrato de metano.
- O hidrato de metano pode um dia servir como uma ponte à medida que nos afastamos dos combustíveis fósseis.
- Há potencialmente mais energia em hidratos de metano do que em todo o petróleo, carvão e gás do mundo combinados. O principal desafio é colhê-lo.
Extraído de Gelo por Amy Brady. Extraído com a permissão de G. P. Putnam’s Sons. Direitos autorais © 2023 de Amy Brady.
Agora que a humanidade se encontra em uma era de aquecimento global causado pelo homem, o tempo dirá se as máquinas de gelo e o gelo polar podem continuar a coexistir no mesmo planeta.
Enquanto isso, uma grande ironia está em jogo. Embora a cultura que o gelo criou possa estar contribuindo para o aquecimento global, um tipo muito específico de gelo pode ajudar a afastar os americanos – e os de outros países – dos combustíveis fósseis. Esse gelo “salvador”, como é chamado, é uma forma de gás congelado chamado hidrato de metano e é encontrado em todo o Golfo do México, na costa do Japão e sob o permafrost do Ártico. Os hidratos de metano são essencialmente bolas de metano do tamanho de uma mão humana envoltas em gaiolas de gelo semelhantes a rendas que, quando tocadas por um fósforo aceso, explodem em chamas – uma propriedade que rendeu à substância o apelido de “gelo inflamável”.
A ciência por trás dessas bolas de fogo e gelo é fascinante, mas ainda mais empolgante é a possibilidade de que um dia possam servir como combustível de ponte.
Os hidratos de metano são formados por uma combinação de temperaturas frias e pressão relativamente alta, e são encontrados principalmente nas bordas das plataformas continentais, onde a terra se inclina acentuadamente para o oceano. Eles também se desenvolvem dentro e abaixo do permafrost no Ártico, embora sejam menos prevalentes lá.
Quando a pressão que os formou diminui ou as temperaturas aumentam, eles “se desassociam”, o que significa que se separam em água líquida e gás metano, que podem, teoricamente, ser aproveitados para gerar energia. E os hidratos contêm muita energia potencial. Um metro cúbico do material pode liberar até 160 metros cúbicos de gás. Há potencialmente mais energia em hidratos de metano do que em todo o petróleo, carvão e gás do mundo combinados. Além disso, alguns cientistas argumentam que são mais seguros para minerar do que gás ou petróleo convencionais.
Para obter uma melhor compreensão dessa substância fascinante, liguei para Carolyn Ruppel, uma geofísica de pesquisa do Serviço Geológico dos EUA e chefe de projeto do USGS. Projeto de Hidratos de Gás . “Existem algumas coisas interessantes sobre os hidratos”, ela me disse. Por um lado, os hidratos se formam em profundidades mais rasas no oceano do que o petróleo e, portanto, são “mais fáceis de acessar do que os reservatórios convencionais” dos combustíveis fósseis que as pessoas usam agora para aquecer suas casas. Outro benefício é que os hidratos de gás vêm em “um pacote minúsculo e concentrado”, disse ela. “Portanto, você obtém muito mais metano de um deles do que da perfuração de gás na mesma profundidade.” Os hidratos também liberam menos dióxido de carbono por unidade de energia do que o carvão ou o petróleo, tornando-os uma alternativa um tanto mais limpa a outros combustíveis fósseis. Além do mais, a BBC informou que pode ser possível bombear CO 2 da atmosfera e de volta aos hidratos para substituir o metano à medida que é usado. Isso poderia “fornecer uma resposta para a questão ainda não resolvida de como armazenar esse gás de efeito estufa com segurança”.
O governo japonês está entre os maiores investidores nesta pesquisa, tendo gasto milhões de dólares para realizar uma série de projetos de teste para determinar se os hidratos podem ser efetivamente colhidos. Índia, China e Coréia do Sul também começaram a experimentar a extração. Em 2000, os Estados Unidos lançaram programas nacionais de pesquisa e desenvolvimento em North Slope, no Alasca, e no mar, no Golfo do México, para determinar se os hidratos podem ser usados para reabastecer ou aumentar o abastecimento doméstico de combustível. O processo de descoberta não foi tranquilo, no entanto.
Um problema que os cientistas continuam enfrentando é como extrair hidratos de metano sem quebrá-los. A extração faz com que a pressão que os formou diminua, fazendo com que os hidratos se separem. Para evitar isso, o gás precisa ser extraído de onde os hidratos foram formados. O governo japonês financiou pesquisas para explorar essa possibilidade. Em 2013, sua equipe de pesquisa conseguiu produzir gás a partir dos hidratos perfurando o fundo do mar de Nankai Trough, que fica na costa leste da principal ilha do Japão. Ao diminuir a pressão sobre esses hidratos, eles conseguiram liberar e coletar o gás por seis dias antes que a areia entrasse no poço e bloqueasse o fornecimento. Um segundo teste concluído em 2017 foi um pouco mais bem-sucedido, rodando por vinte e quatro dias sem problemas técnicos.
Esses testes sugerem que os hidratos podem um dia ser uma fonte de energia viável para o Japão, mas a reação do público à notícia foi, na melhor das hipóteses, mista. Embora tenha havido alguma empolgação com a possibilidade de o Japão se tornar independente de energia, também houve alguma preocupação de que a quebra dos hidratos pudesse liberar muito gás metano no oceano e depois na atmosfera, contribuindo para o aquecimento global. E não são apenas os japoneses que estão preocupados. Ambientalistas de todo o mundo expressaram preocupação. um artigo em Geografia nacional referiu-se aos hidratos de metano como “bombas-relógio climáticas” cujos “fusíveis estão queimando”.
A acidificação que provavelmente ocorrerá devido à quebra de hidratos é muito menor do que a que está ocorrendo devido à atividade humana.
Muitas dessas preocupações são infundadas, disse Ruppel. Por causa da maneira como a água e o gás se misturam, “não haverá esse trem de carga de metano emitido no fundo do mar para a atmosfera”. Ela explicou essa ideia em um artigo de 2017 escrito com John Kessler, professor do Departamento de Ciências da Terra e Ambientais da Universidade de Rochester. A maior parte do metano liberado de hidratos subaquáticos irá oxidar antes de atingir a superfície, nunca entrando na atmosfera. “Infelizmente”, disse ela, “aquela imagem [do trem de carga desgovernado] foi divulgada por muitas pessoas que realmente defendem essa questão do catastrofismo. Uma coisa que John e eu tentamos dizer em [nosso jornal] é: 'Espere um segundo, pessoal. Se você quer se preocupar com a atmosfera, vamos nos concentrar nas enormes quantidades de CO 2 que os humanos estão colocando [nele]'” Não que os gases liberados causem dano zero. “Para ser claro”, disse Ruppel, “o metano que pode ser liberado no oceano não é inócuo, porque acidifica o oceano – pelo menos um pouco”. Mas mesmo aqui, a acidificação que provavelmente ocorrerá devido à quebra de hidratos é muito menor do que a que está ocorrendo devido à atividade humana.
Pesquisas também estão sendo feitas para determinar a probabilidade de que os hidratos possam ser extraídos do permafrost, ela me disse. Em colaboração com especialistas do Japão, o Departamento de Energia e o Serviço Geológico dos Estados Unidos estão estudando hidratos no North Slope do Alasca. O ambiente ártico é bastante diferente dos ambientes marinhos, mas os reservatórios de hidratos em ambos são formados sob condições de pressão e temperatura semelhantes. Aqueles no permafrost são apenas mais fáceis de chegar.
Mencionei a Ruppel que alguns ambientalistas estão preocupados que os hidratos do Ártico se desestabilizem à medida que o permafrost descongela, liberando CO 2 no ar e contribuindo ainda mais para o aquecimento global. Isso também, disse Ruppel, não é um perigo tão grande quanto alguns fizeram parecer. Os recursos de hidratos lá, disse ela, simplesmente não são tão grandes e sua contribuição potencial para gases de efeito estufa na atmosfera é uma pequena fração do orçamento total de carbono do planeta.
Quando perguntei a ela quais são, então, os maiores entraves ao aproveitamento dessa energia, ela disse que antes de mais nada é uma questão de logística. “O transporte é difícil”, disse ela. Não muito diferente do empresário do século 19 Frederic “Ice King” Tudor, que teve que descobrir a logística do transporte de gelo por longas distâncias no mar, os especialistas ainda precisam determinar a melhor forma de obter gás dos hidratos – ou pelo menos de suas emissões de gás – para onde eles serão mais úteis. “Por exemplo, se o Japão quiser usar metano de hidratos”, disse-me Ruppel, “eles podem ter que construir um oleoduto de terra até o Nankai Trough, que é extraordinariamente profundo e em um local com corrente ruim”.
O gelo inflamável pode ser uma das últimas novas formas de combustíveis fósseis a serem extraídas em escala comercial.
A logística não é nada fácil para os Estados Unidos, que teriam de obter hidratos ou seus gases da plataforma continental ou do permafrost do Alasca. No momento em que escrevo, não há muito incentivo para fazer isso. Como o Canadá, os Estados Unidos estão passando por um boom de gás de xisto. “O senso geral é que, se as costas de alguns países estiverem contra a parede em vinte anos”, disse Ruppel, “e eles tiverem motivos para não usar outras fontes ou essas fontes estiverem esgotadas, então esse pode ser um plano de backup em potencial. .”
Claro, mesmo como um plano de backup, os hidratos de metano não são completamente isentos de problemas ambientais. Embora os hidratos sejam um pouco mais limpos do que outros combustíveis fósseis, eles ainda estão envolvidos nos mesmos problemas sociais, econômicos e ambientais que o gás e o petróleo convencionais e, portanto, provavelmente serão usados apenas como combustível intermediário. Isso significa que o gelo inflamável pode ser uma das últimas novas formas de combustíveis fósseis a serem extraídas em escala comercial - bem como uma das poucas a serem desenvolvidas em um momento em que o fim dos combustíveis fósseis está à vista.
O gelo pode ter levado à obsessão dos Estados Unidos com o frio, mas na forma de hidratos de metano, pode nos ajudar a ganhar mais tempo em um planeta que está ficando muito quente.
Compartilhar:
