Ciclo do Carbono

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TRABALHO FEITO PARA CURSO DE GRADUAÇÃO EM BIOLOGIA
COMPILAÇÃO DE INFORMAÇÕES PINÇADAS DA INTERNET
O USO DO CONTEÚDO É SUA RESPONSABILIDADE TOTAL
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O CICLO DO CARBONO
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO	4
2 O CARBONO ATUALMENTE - OCEANOS, LAGOS E RIOS	9
3 RISCOS - GASES ESTUFA, AQUECIMENTO E CAMADA DE OZÔNIO	13
4 O CICLO BIOGEOQUÍMICO	17
5 O SEQUESTRO DE CARBONO	22
6 O MERCADO DE CARBONO	24
7 CONCLUSÃO	29
9 REFERÊNCIAS E BIBLIOGRAFIA CONSULTADA	31
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INTRODUÇÃO
O carbono é o elemento fundamental na constituição das moléculas orgânicas. O carbono utilizado primariamente pelos seres vivos está presente no ambiente, combinado ao oxigênio e formando as moléculas de gás carbônico presentes na atmosfera ou dissolvidas nas águas dos mares, rios e lagos.
O carbono passa a fazer parte da biomassa através do processo da fotossíntese. Os seres fotossintetizantes incorporam o gás carbônico atmosférico, transformando-se em moléculas orgânicas. O ciclo do carbono é o seguinte:
O carbono é absorvido pelas plantas. Uma vez incorporado às moléculas orgânicas dos produtores, poderá seguir dois caminhos: ou será liberado novamente para a atmosfera na forma de C02, como resultado da degradação das moléculas orgânicas no processo respiratório, ou será transferido na forma de moléculas orgânicas aos animais herbívoros quando estes comerem os produtores (uma parte será transferida para os decompositores que liberarão o carbono novamente para a atmosfera). Os animais, através da respiração, liberam à atmosfera parte do carbono assimilado, na forma de C02. Parte do carbono contido nos herbívoros será transferida para os níveis tróficos seguintes e outra parte caberá aos decompositores e, assim, sucessivamente, até que todo o carbono fixado pela fotossíntese retorne novamente à atmosfera na forma de C02.
Representação esquemática do ciclo do carbono. Todos os seres vivos contêm carbono.
Emissão de Carbono na Atmosfera
O gás carbônico existente na atmosfera é essencialmente originado pelo processo de respiração (79%). Pode ser gerado ainda pela queima de material orgânico e combustíveis fósseis (gasolina, querosene, óleo diesel, xisto, etc) ou não (álcool, óleos vegetais). Pode ainda ser resultado da atividade vulcânica. Os solos ricos em matéria orgânica em decomposição (pântanos) apresentam grande concentração de C02.
O gás carbônico presente na atmosfera é importante componente do efeito estufa, um fenômeno atmosférico natural, que ocorre porque gases como o gás carbônico (C02), vapor de água (H20), metano (CH4), ozônio (03) e óxido nitroso (N20) são transparentes e deixam passar a luz solar em direção à superfície da Terra.
O C02, segundo gás em importância, tem causado polêmica quanto à quantidade emitida e principais locais e fontes de emissão, além da necessidade de controle de emissões.
O Carbono (C) é o quarto elemento mais abundante no Universo, depois do Hidrogênio (H), Hélio (He) e o Oxigênio (O), e é o pilar da vida como a conhecemos.
Existem basicamente duas formas de carbono, uma orgânica, presentes nos organismos vivos e mortos, não decompostos, e outra inorgânica, presente nas rochas.
No planeta Terra o carbono circula através dos oceanos, da atmosfera, da terra e do seu interior, num grande ciclo biogeoquímico. Este ciclo pode ser dividido em dois tipos: o ciclo "lento” ou geológico, e o ciclo "rápido" ou biológico.
Ciclo do carbono
O carbono é um elemento fundamental na formação de proteínas, carboidratos e lipídios, responsáveis por um terço do nosso peso corporal. Na Terra, uma grande quantidade de carbono está armazenada nas rochas sedimentares, na forma de carbonato de cálcio e magnésio ou de combustível fóssil (petróleo e carvão). Nossa atividade industrial tem introduzido carbono dessas fontes em seu ciclo natural. A queima de combustíveis fósseis e de matéria orgânica produz monóxido de carbono (CO), gás extremamente perigoso porque, além de ser dificilmente perceptível - é inodoro e incolor -, reage com a hemoglobina do sangue formando um composto estável. Desse modo, a hemoglobina não consegue mais transportar oxigênio e a vítima pode morrer lentamente, asfixiada.
Entre os compartimentos do ciclo do carbono, são os oceanos que o estocam em maiores quantidades; uma pequena parte na forma de gás carbônico dissolvido na água e, a maior parcela, na forma de íons carbonato e bicarbonato. Mas é na atmosfera, como gás carbônico, que o carbono se apresenta disponível para ser utilizado pelos vegetais, na fotossíntese, e assim transformar-se em alimento para o restante da cadeia alimentar. Ele retoma para a atmosfera pelos processos de respiração, bem como pela combustão de matéria orgânica.
As florestas são as grandes fixadoras terrestres do carbono existente na atmosfera. Somente as tropicais contêm cerca de 350 bilhões de toneladas de carbono, quase a metade do que possui a atmosfera, sendo que cada hectare retira da atmosfera em média, 9 kg de carbono por ano.
Outra representação esquemática do ciclo do carbono.
O carbono é um elemento muito comum. Ele se apresenta na natureza de variadas formas: gás, carvão, coque, negro-de-carvão, grafite e diamante. O diamante, uma pedra preciosa, é a substância mais dura que existe. Já a grafite é macia; e, quando combinada com argila, forma o material usado nos lápis.
Queimamos o carvão e o coque para obter calor. O negro-de-carvão é usado na fabricação de tinta para escrita e pintura, papel carbono, fitas de máquina de escrever. O carbono está entre os elementos químicos que constituem a base da vida; isso porque ele também faz parte dos componentes que formam a molécula de DNA. O corpo humano contém aproximadamente 16 quilos de carbono.
Na fotossíntese, o gás carbônico é absorvido pela planta através de minúsculos poros nas folhas. Com a energia luminosa do Sol, o carbono junta-se à água do vegetal e produz carboidratos. Nesse trabalho, a planta libera oxigênio na atmosfera.
Processo da fotossíntese. O dióxido de carbono é absorvido pelas plantas verdes, que expelem oxigênio.
Uma folha vista ao microscópio. Observa-se os minúsculos poros, responsáveis pela troca de gases atmosféricos.
Ciclo do carbono na terra.
Destino do carbono depois de assimilado na biosfera.
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O CARBONO ATUALMENTE – OCEANOS, LAGOS E RIOS
A troca física de dióxido de carbono entre a atmosfera e os oceanos, lagos e águas correntes. O dióxido de carbono dissolve-se rapidamente na água; de fato, os oceanos contêm cerca de 50 vezes mais CO2 do que a atmosfera. O intercâmbio na fronteira ar-água une os ciclos do carbono dos sistemas terrestres e aquáticos.
Dados do carbono atmosférico.
Nos sistemas aquáticos, a dissolução e a deposição ocorrem cerca de duas ordens de grandeza mais lentamente do que a assimilação e desassimilação. Dessa forma, a troca entre os sedimentos e a coluna de água é relativamente desimportante para o ciclo de curto prazo do no ecossistema. Localmente, e a longo prazo, ele pode assumir uma importância maior; de fato, a maior parte do carbono do ecossistema reside nas rochas sedimentares. Quando o carbono se dissolve na água, ele forma ácido carbônico,
CO2 + H2O H2CO3
o qual rapidamente se dissocia em hidrogênio e íons bicarbonato e carbonato:
 H2CO3 <=> H+ + HCO3- 2H+CO32-
O cálcio, quando presente, também se equilibra com os íons carbonato e bicarbonato:
Ca2+ + CO32- CaCO3
A dissolução e a dissociação podem ser afetadas localmente pela atividade dos organismos. No sistema marinho, sob condições aproximadamente neutras, o sistema carbonato mantém um equilíbrio global.
CaCO3 (insolúvel) + H2O + CO2 Ca(HCO3)2 (solúvel)
Muitas algas excretam este carbonato de cálcio na água circundante, mas algas de recife e de coral incorporam a substância como estrutura rígida.
Existem, ainda, consideráveis quantidades de carbono
orgânico (dissolvido, COD) e particulado nas águas dos mares. Todo esse carbono é continuamente reciclado dentro da cadeia planctônica·(fitoplâncton, zooplâncton) e o necton (peixes) que o devolve ao compartimento inorgânico via respiração. Os carbonatos também podem ser direcionados à atmosfera e vice-versa.
Além do CO2, mais duas formas de carbono estão presentes na atmosfera em quantidades pequenas: o monóxido de carbono (CO), a um teor de cerca de 0,1 ppm, e o metano (CH4), a cerca de 1,6 ppm. O monóxido de carbono, veneno fatal para os seres humanos, não é uma ameaça global, mas torna-se um poluente que preocupa em áreas urbanas, quando o ar está estagnado. Acredita-seque o metano tem uma função benéfica na manutenção da estabilidade da camada de ozônio da atmosfera superior, a qual age como barreira contra a radiação ultravioleta letal de origem solar.
O avanço das algas tóxicas atualmente
Contaminadas por dejetos industriais e agrícolas, elas poluem a água potável, causam doenças e matam os animais.
O preço que a China tem pago por seu acelerado crescimento econômico é tornar-se um dos países campeões de poluição. Como quase toda a energia que usa é produzida pela queima de combustíveis fósseis, o país abriga hoje dezesseis das vinte cidades mais poluídas do mundo. Como se não bastasse a sujeira no ar, os chineses convivem com outra praga ecológica: a poluição das águas por algas tóxicas.
As algas são, em geral, grandes aliadas do ambiente. Produzem oxigênio, absorvem dióxido de carbono (C02) - o principal gás do efeito estufa - e formam a base da cadeia alimentar marinha. Algumas espécies de alga são naturalmente tóxicas, mas em condições normais, não chegam a afetar o ambiente em que vivem. Quando as águas em que repousam são envenenadas por dejetos industriais lançados por fábricas e fertilizantes químicos usados em plantações, porém, elas absorvem essas substâncias, podem se multiplicar muito rapidamente e se transformar numa ameaça. É o que acontece hoje na China e em muitos outros países e regiões do planeta, com a ocupação humana cada vez mais intensa dos litorais e de áreas próximas ao leito dos rios. Nos seres humanos, o contato com as algas tóxicas pode causar enjôo, intoxicação e rachaduras na pele. Nos animais, provoca doenças e pode levar à morte. Na Flórida e no Havaí, é comum encontrar tartarugas marinhas com tumores do tamanho de uma maçã em volta dos olhos, na boca e atrás das nadadeiras. Os tumores impedem as tartarugas de enxergar, comer e nadar. Os oceanógrafos atribuem o fenômeno a um tipo de alga tóxica que enfraquece o sistema imunológico dos animais marinhos.
Nos Estados Unidos, 400.000 peixes morreram na Baía de Chesapeake, devido à proliferação de um tipo de alga tóxica chamado karlodinium. Essa alga se reproduz graças à combinação de altas temperaturas, escassez de chuvas e excesso de poluentes na água. Nem mesmo os mamíferos estão a salvo dos efeitos das algas venenosas. Nos últimos dez anos, mais de 14.000 focas, golfinhos e leões-marinhos apareceram mortos ou doentes nas praias da Califórnia. Exames feitos por veterinários e biólogos marinhos mostraram que muitos deles foram envenenados por toxinas produzidas por algas ingeridas por peixes que lhes servem de alimento. A solução para o problema das algas tóxicas não é fácil.
Curiosidades
Com o desmatamento e a queima de combustíveis fósseis cada vez mais intensos, a concentração dos gases de efeito estufa está aumentando, especialmente as de Co2 e metano. Desde 1800, a concentração de dióxido de carbono na atmosfera cresceu 30%, enquanto a de metano aumentou 130%.
Os maiores emissores de gases responsáveis pelo efeito estufa são: Estados Unidos, União Européia, China, Rússia, Japão e índia. Entre essas nações, os Estados Unidos são responsáveis por cerca de 36% do total mundial.
O lugar do mundo com maior perigo de inundação são as Ilhas Maldivas, um arquipélago do Oceano índico onde vivem 300 mil pessoas.
Com o aumento da temperatura da Terra, as geleiras vão descongelando. Embaixo delas se desenvolve o plâncton, alimento de muitos animais marinhos. Sem ele, falta comida para o krill, um tipo de camarão que é o prato preferido dos pingüins-imperadores que já têm sua população reduzida pela metade. Assim, toda cadeia alimentar fica comprometida.
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RISCOS – GASES ESTUFA, AQUECIMENTO E CAMADA DE OZÔNIO
O ciclo do carbono é um dos mais influenciados por atividades antrópicas. As principais formas dessa interferência ocorrem pela queima de matéria orgânica, (combustíveis fósseis) e pela queima de florestas.
Interferências humanas no ciclo do carbono.
Os países com grandes extensões florestais, principalmente na faixa tropical, têm gerado um impacto adicional nessa emissão de gás carbônico. Muitas vezes, no entanto, os países situados nessa região têm sido injustamente acusados pela comunidades dos países industrializados como os maiores responsáveis pela crescente emissão de CO2.
Existem no entanto, grandes quantidades de carbono imobilizadas sob a forma de rochas calcarias na crosta terrestre. Eventualmente esse carbono pode vir a ser remobilizado via movimentos geológicos da Terra (geossinclinais).
No ciclo de dióxido de carbono o pool atmosférico é muito pequeno, comparado com o de carbono dos oceanos e dos combustíveis fósseis e de outros depósitos da crosta terrestre. Acredita-se que, até o início da idade industrial, os fluxos entre atmosfera, continentes e oceanos estavam equilibrados, conforme mostram·as linhas cheias da figura a seguir. Durante este último século, porém, o conteúdo de CO2 tem-se elevado por causa de novas entradas antropogênicas, conforme mostram as linhas pontilhadas da figura. A queima de combustíveis fósseis é, ao que parece, a principal fonte das novas entradas, mas, a agricultura e o desmatamento também contribuem.
É certo que a maior parte do gás carbônico lançado na atmosfera se deve ao uso de combustíveis fósseis. Uma boa parcela, porém, é causada pela queima das florestas tropicais. As árvores também possuem carbono, que vai para o ar quando elas são queimadas. Todos os anos, o planeta perde uma área de floresta do tamanho do Ceará. Se essa destruição continuar, em 40 anos não haverá mais florestas tropicais sobre a Terra. E o desaparecimento de uma grande quantidade de árvores significa mais gás carbônico na 'atmosfera e, conseqüentemente, menos oxigênio.
O aumento de gás carbônico na atmosfera talvez seja a principal causa do aquecimento da Terra. Já se tem como certo, hoje, que nos próximos 50 anos a temperatura da Terra subirá 1,5 grau Celsius. Parece pouco, mas esse pequeno aumento poderia dar início ao derretimento do gelo dos pólos Norte e Sul. E uma elevação de apenas 1 metro ao nível do mar provocaria inundações na maioria das cidades litorâneas do mundo todo.
As atividades humanas estão potenciando o aumento das concentrações de CO2 na atmosfera e, muito provavelmente, influenciando o sistema climático global. Existem vários cenários de aumento de temperatura.
A importância das florestas nas alterações climáticas
A capacidade de retenção e armazenamento do carbono pelas florestas a longo prazo representa um dos pontos importantes no debate do ciclo global do carbono.
Um buraco na alta atmosfera 
A rarefação da camada de ozônio tornou-se num dos maiores problemas ambientais do planeta. Ainda que a reação a este problema comece a produzir resultados positivos, só dentro de 1 ou 2 séculos se poderá atingir uma recuperação completa.
São diversas as substâncias químicas que reagem com o ozônio, destruindo-o. A lista negra dos produtos danosos inclui óxidos nítricos e nitrosos expelidos pelos escapes dos veículos e o dióxido e monóxido de carbono liberados pela combustão do carvão e do petróleo. Mas em termos de efeitos destrutivos sobre a camada de ozônio, nada se compara ao grupo de gases designados por clorofluorcarbonetos, os conhecidos CFCs.
O
efeito estufa.
O efeito estufa.
O buraco na camada de ozônio da Terra.
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O CICLO BIOGEOQUÍMICO
Ciclo geológico do Carbono
Este ciclo opera a uma escala de milhões de anos, e iniciou-se há cerca de 4,55 milhares de milhões de anos, a quando da formação do Sistema Solar e da Terra, tendo origem nos planetesimais (pequenos corpos que se formaram a partir da nebulosa solar) e nos meteoritos portadores de carbono que colidiram com a Terra.
Mais de 99% do carbono terrestre está contido na litosfera, sendo a maioria carbono inorgânico, armazenado em rochas sedimentares como as rochas calcárias. O carbono orgânico contido na litosfera está armazenado em depósitos de combustíveis fósseis.
Numa escala geológica, existe um ciclo entre a crosta terrestre (litosfera), os oceanos (hidrosfera) e a atmosfera. O Dióxido de Carbono (CO2) da atmosfera, combinado com a água, forma o ácido carbónico, o qual reage lentamente com o cálcio e com o magnésio da crosta terrestre, formando carbonatos.
Os balanços entre os diversos processos do ciclo do carbono geológico controlaram a concentração de CO2 presente na atmosfera ao longo de centenas de milhares de anos. Os mais antigos sedimentos geológicos, datados de épocas anteriores ao desenvolvimento da vida na Terra, apontam para concentrações de CO2 atmosférico 100 vezes superiores aos actuais, proporcionando um forte efeito de estufa. Por outro lado, medições dos núcleos de gelo retirados na Antártida e na Groenlândia, permitem estimar as concentrações do CO2 que, durante a última era glaciar, eram cerca de metade das actuais (em 2005: 379,1 ppmv de CO2).
Para o carbono orgânico, com origem na matéria orgânica incompletamente decomposta na ausência de oxigênio, a qual deu origem ao carvão, petróleo e gás natural, qualquer troca significativa entre os diversos depósitos efectua-se também a uma escala geológica. Isto foi correcto até há cerca de 200 anos atrás, com o início da Revolução Industrial e a exploração e utilização (combustão) em grande escala dos combustíveis fósseis, ações que passaram a libertar para a atmosfera o carbono destes reservatórios em forma de CO2.
Ciclo Biológico
O ciclo biológico do Carbono é relativamente rápido: estima-se que a renovação do carbono atmosférico ocorre a cada 20 anos.
Na ausência da influência antropogênica (causada pelo homem), no ciclo biológico existem três reservatórios ou “stocks”: terrestre (20.000 Gt), atmosfera (750 Gt), oceanos (40.000 Gt). Este ciclo desempenha um papel importante nos fluxos de carbono entre os diversos stocks, através dos processos da fotossíntese e da respiração.
Através do processo da fotossíntese, as plantas absorvem a energia solar e CO2 da atmosfera, produzindo oxigénio e hidratos de carbono (açúcares como a glicose), que servem de base para o crescimento das plantas. Os animais e as plantas utilizam os hidratos de carbono pelo processo de respiração, utilizando a energia contida nos hidratos de carbono e emitindo CO2. Juntamente com a decomposição orgânica (forma de respiração das bactérias e fungos), a respiração devolve o carbono, biologicamente fixado nos stocks terrestres (nos tecidos da biota, na camada de solo e na turfa), para a atmosfera.
As equações químicas que regem estes dois processos são:
Fotossíntese: 6CO2 + 6H2O + energia (luz solar) -> C6H12O6 + 6O2
Respiração: C6H12O6 (matéria orgânica) + 6O2 -> 6CO2 + 6 H2O + energia
Os incêndios (naturais) são um outro elemento do ciclo rápido que adicionam CO2 para a atmosfera ao consumir a biomassa e matéria orgânica e ao provocar a morte de plantas que acabam por se decompor e formar também CO2.
Concentração de dióxido de carbono desde a última glaciação.
Protocolo de Kyoto
O Protocolo de Kyoto visa a redução de emissões de 6 gases com efeito de estufa, responsáveis pelas mudanças climáticas: dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), protóxido de azoto (N2O), hidrofluorcabonetos (HFCs), perfluorcarbonetos (PFCs) e hexaflureto de enxofre (SF6). O Protocolo indica metas de redução de emissões dos GEE para os países industrializados, os quais deverão, individualmente ou em conjunto com outros países, reduzir as suas emissões em 5% no período entre 2008 e 2012, relativamente aos níveis registados em 1990. Para atingir esse valor, o Protocolo indica quais as reduções que devem ser atingidas por cada país individualmente. Enquanto que países como os EUA, o Canadá, a Hungria, o Japão, a Polónia, a Suíça, a maior parte dos países da Europa Central e de Leste e a União Européia, terão que reduzir as suas emissões, outros como a Austrália e a Noruega poderão aumentar os seus níveis de emissão.
O Protocolo entrará em vigor quando for ratificado por pelo menos 55 países que representem 55% das emissões de GEE dos países desenvolvidos. De acordo com dados das Nações Unidas, em Julho de 2003 um total de 111 países ratificaram o Protocolo, correspondendo a um total de 44,2% das emissões dos países desenvolvidos.
Mecanismos internacionais
Em complementaridade das medidas tomadas a nível nacional o Protocolo aponta 3 mecanismos de âmbito internacional, os chamados mecanismos de flexibilidade, que poderão ser usados para ajudar os países a reduzir as suas emissões – os Mecanismos de Desenvolvimento Limpo (MDL), a Implementação Conjunta (IC) e a Transação (ou comércio) de Emissões (TE). Trata-se de 3 mecanismos de mercado, também conhecidos por mecanismos de transação de emissões.
O Protocolo indica a criação de um mercado de transação de emissões como forma de os países conseguirem atingir os limites de redução de GEE impostos. A cada país é atribuída uma licença de emissão de CO2 a que corresponde um determinado número de unidades de emissão. Quem investir na redução das suas emissões de CO2 não precisará de gastar todas as unidades que lhe foram atribuídas e poderá transferi-las para outros países que necessitem dessas unidades para “poder” emitir CO2. Por exemplo, um país que invista na substituição dos combustíveis fósseis por fontes renováveis de energia e que consiga deste modo reduzir as suas emissões de GEE, não terá necessidade de utilizar todas as “unidades de emissão” que lhe foram atribuídas, podendo assim vender as unidades excedentes a países que delas necessitem.
As reduções acordadas incidiam sobre:
- dióxido de carbono (CO2)
- metano (CH4)
- óxido nitroso (N2O)
- hidrofluorcarbonetos (HFCs)
- hidrocarbonetos perfluorados (PFCs)
- hexafluoreto de enxofre(SF6)
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O SEQUESTRO DE CARBONO
Capital Humano: Sistemas de Captura e Armazenamento de CO2 (CAC)
O CAC consiste na separação do CO2 emitido pelas indústrias, no seu transporte para o local de armazenamento e no seu sequestro a longo prazo.
As centrais elétricas e outros processos industriais de grande escala são os principais candidatos para este sistema.
Existem três tecnologias principais de captura:
Pós-combustão: Consiste na remoção do CO2 depois da queima de combustíveis fósseis, sistema ideal para a aplicação em centrais termoelétricas. Normalmente, estes sistemas utilizam um solvente líquido para captar a pequena fração de CO2 (entre 3 e 15% do volume) presente nos gases de combustão, cujo componente principal é o Nitrogênio. Os sistemas de captação utilizariam geralmente um solvente orgânico como a monoetanolamina. Esse processo é designado como "lavagem". A solução química resultante é, mais tarde, aquecida e a pressão reduzida, liberando CO2 concentrado, o qual será posteriormente armazenado.
Pré-combustão: Consiste em retirar o CO2 dos combustíveis antes da queima. Esta tecnologia já é aplicada de forma generalizando na fabricação de fertilizantes e na produção de hidrogênio (H2). No caso do gás natural, essencialmente metano (CH4), se extrairmos o carbono antes da combustão, ficaremos com hidrogênio, que produz apenas água quando queimado. Isto envolve reagir o combustível com oxigênio
e/ou vapor para produzir monóxido de carbono (CO) e H2. Em seguida, o CO reage com mais vapor, para produzir CO2 e mais hidrogênio. Finalmente, o CO2 é separado e o hidrogênio é usado como combustível, emitindo só Nitrogênio e água.
Oxigênio-gás: Estes sistemas utilizam o oxigênio em vez do ar, que é maioritariamente composto por Nitrogênio (78%), para a combustão do combustível primário, com o objetivo de produzir um gás de combustão composto principalmente por água e CO2. Isto dá origem a um gás de combustão com altas concentrações de CO2 (superior a 80% do volume). Este processo requer uma separação prévia do oxigênio do ar, para obter um gás com uma pureza de 95 a 99%. A aplicação destes sistemas em caldeiras está atualmente em fase de demonstração e a sua aplicação em sistemas de turbinas à gás ainda estão em fase de investigação.
Transporte
Para o transporte do CO2 capturado, apresenta-se uma tecnologia bastante desenvolvida e testada: os gasodutos. Em geral, o CO2 gasoso é comprimido. Em alguns casos o CO2 também poderá ser transportado em forma líquida em navios ou caminhões-cisterna a baixas temperaturas e pressões mais baixas. Ambos métodos já são usados para o transporte de CO2 em outras aplicações industriais.
Armazenamento (seqüestro)
Armazenamento geológico: consiste na injeção, após captura do CO2, na sua forma condensada numa formação rochosa subterrânea. As principais opções são:
• Jazidas de petróleo e gás
• Formações salinas
• Camadas de carvão inexploradas
Armazenamento oceânico: pode ser realizado de duas formas:
• Através da injecção e dissolução do CO2 no oceano (a profundidade de mais de 1000 metros), através de gasodutos fixos ou de navios.
A outra opção passa pela deposição do COr no fundo do oceano através de um gasoduto fixo ou de uma plataforma marítima (a mais de 3000 metros de profundidade), onde a água é mais densa e se espera que o COr forme um lago.
O armazenamento oceânico e o seu impacto ecológico estão sendo analisados, podendo existir problemas de acidificação dos oceanos.
Riscos ambientais e humanos na captura - Aumento das emissões de alguns poluentes, como CO e NOx, que não são capturados no processo. - Riscos eventuais para a saúde humana pela presença de CO2 em grandes concentrações, ou em estado sólido (baixas temperaturas: possíveis queimaduras em derrames acidentais).
Riscos ambientais e humanos no transporte - O transporte por gasoduto não apresenta problemas superiores aos já defrontados pelo transporte de gases como Gás Natural. Existe sempre um eventual risco de fuga ou rebentamento, mas sem o problema da inflamação. - Para o transporte via terrestre ou marítima a situação é semelhante ao transporte de outro tipo de gases industriais, havendo sempre uma possibilidade relativamente pequena de risco de acidentes e eventuais derramamentos de CO2, cujas consequências estão sendo estudadas, mas que podem eventualmente causar asfixia.
Riscos ambientais e humanos no armazenamento - Existem duas categorias destes tipos de riscos: Riscos Mundiais: se houver uma fuga considerável num depósito de CO2 esta pode contribuir significativamente para as alterações climáticas. Riscos locais: fugas por falhas nos poços que podem afectarem os trabalhadores locais e os equipamentos de reparação das fugas, ou fugas por falhas geológicas não detectadas, criando eventual contaminação de aquíferos e acidificação dos solos.
Para o caso do armazenamento oceânico, o risco apresenta-se bastante mais elevado, tendo em conta a falta de informação disponível quanto aos efeitos do aumento da concentração de CO2 (acidificação) nos ecossistemas marítimos.
O Brasil é um país bastante atrativo para investimentos em MDL, uma vez que é rico em fontes renováveis de energia que poderão desse modo ser desenvolvidas em troca de créditos de emissão para os países industrializados.
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O MERCADO DE CARBONO
O mercado mundial do carbono desenvolveu-se bastante desde a entrada em funcionamento do mercado europeu de emissões a 1 de Janeiro de 2005. Por outro lado, a entrada em vigor do Protocolo de Kyoto em Fevereiro de 2005 também acelerou os movimentos neste mercado, nomeadamente o investimento nos mecanismos de flexibilidade – Mecanismos de Desenvolvimento Limpo (MDL) e de Implementação Conjunta (IC) - como forma de atingir os objetivos de redução de gases com efeito estufa (GEE) impostos aos vários países para o período 2008-2012.
As transações de carbono podem ser classificadas em dois grupos: obtenção de créditos de emissão através do investimento em projetos de MDL e IC e transação de licenças de emissão
MDL e IC
Com a entrada em vigor do Protocolo de Kyoto, o investimento em MDL e IC tem vindo a apresentar uma maior procura. Por outro lado, a publicação da chamada Linking Directive que permite a transferência dos créditos de emissão conseguidos através de MDL e IC para o mercado europeu de emissões de GEE levou também a um maior investimento nestes projetos. De fato, entre Janeiro e Abril de 2005 já tinham sido transacionadas 43 Mton de CO2 através de MDL e IC.
Figura 1 - Redução de emissões de GEE através de MDL e IC
A Europa é responsável por 60% da compra de redução de emissões através de projetos MDL e IC, o Japão por 21% e o Canadá por 4%.
Figura 2 – Aquisição de créditos de emissão através de projetos MDL e IC (% do volume adquirido entre Janeiro 2004 e Abril 2005)
A Ásia é o principal vendedor de créditos de emissões a partir de projetos MDL (45%) seguido da América Latina (35%), destacando-se a India, o Chile e o Brasil como os mais importantes nesta área. China e o México começam a ser alvo de investimento em projetos de redução de emissões, ocupando atualmente o 4º e 5º lugares respectivamente da lista de vendedores de créditos de emissão.
Figura 3 - Países fornecedores de créditos de emissão através de MDL e IC (% de volume vendido entre Janeiro 2004 e Abril 2005)
Figura 4 – Projetos de investimento em redução de emissões (% do volume comprado entre Janeiro 2004 e Abril 2005)
Os preços de aquisição de créditos de emissão aumentaram 25% relativamente a 2004, devendo-se tal, principalmente, à maior certeza que a referida Linking Directive veio trazer à transferência dos créditos conseguidos através de MDL e IC para o mercado europeu de emissões.
Desde o início do ano, os fundos de investimento em carbono, registraram um aumento de 250% relativamente a 2004, facilitando o investimento em projetos MDL e IC.
Mercados de licenças de emissão
Existem 4 mercados de licenças de emissão: o recente mercado europeu, o UK Emission Trading Scheme, o New South Wales Abatment Scheme e o Chicago Climate Exchange. Entre Janeiro de 2004 e Março de 2005 foram transacionados 56 Mton de CO2 nos mercados de licenças de emissão tendo grande parte deste valor (37 Mton de CO2) sido transacionada entre Janeiro e Março de 2005 e verificando-se que o volume transacionado aproxima-se dos volumes envolvidos em projetos MDL e IC.
Figura 5 – Volume de transações através de projetos MDL e IC e através da transação de licenças de emissão
O preço das licenças de emissão tem mostrado alguma instabilidade nomeadamente devido às condições climáticas extremas que se têm registrado (ondas de frio e de calor) e às maiores necessidades de aquecimento e arrefecimento das populações. Sendo o petróleo uma das principais fontes de energia utilizadas, a sua maior utilização obriga as indústrias a uma maior utilização de licenças de emissão para fazer face ao associado aumento de emissões.
Figura 6 - Evolução do preço das licenças nos últimos meses
A figura 7 apresenta a evolução dos GEE registrada nos últimos anos, bem como a evolução prevista sem a tomada de medidas de redução e a redução esperada com a participação no mercado europeu de emissões, investimento em MDL e IC.
Figura 7 – Evolução das emissões de GEE em Portugal
Figura 8 – Reduções de GEE previstas em Portugal
É importante ter em conta que os investimentos em projetos MDL e IC deverão respeitar certos prazos uma vez que um projeto poderá levar entre 3 a 7 anos desde a sua escolha, desenvolvimento.
Títulos e Licenças de emissão
A partir de Janeiro de 2005 as actividades incluídas no Anexo I da Directiva 2003/87/CE terão de possuir um Título de emissão de GEE. Entre as atividades abrangidas encontram-se as indústrias de produção de eletricidade, calor, metais ferrosos, papel, cimento, vidro e cerâmica.
CONCLUSÃO
De tudo o que foi visto pode-se depreender que a ação do homem é o fator mais importante em todo o processo que permeia o ciclo do carbono e suas características. A natureza não precisa do homem para manter o que ela mesma criou, mas a ação do homem pode alterar positiva ou negativamente.
A adoção de mecanismos de defesa como o seqüestro de carbono e o mercado de emissões são exemplos de como a sociedade organizada pode alterar e interferir. A conscientização de todos os governantes e de todo o setor produtivo sobre os problemas enfrentados pelas alterações climáticas, pode e será benéfica para o planeta.
Os países desenvolvidos e não-desenvolvidos precisam se engajar para preservar o ciclo do carbono íntegro como foi estabelecido pela natureza, bem como os demais ciclos. Se não houver esse engajamento, o planeta sofrerá, e mais sofrerão ainda as gerações futuras.