Cavernas
no pré-sal poderão armazenar CO2
No pré-sal, o petróleo
produzido está misturado com gás natural, em fase líquida e gasosa, com
concentração de CO2 variando de 20% a 60%. [Imagem: RCGI/TPN]
Separação
do CO2 do metano
A colaboração entre
universidades brasileiras e uma empresa petrolífera resultou em um pedido de
patente de uma nova tecnologia para separar o dióxido de carbono (CO2) do gás
metano (CH4), ambos encontrados misturados nos poços de petróleo,
principalmente nas reservas do pré-sal, em águas ultraprofundas.
A solução indica que a
separação e a retenção do CO2 podem ocorrer por gravitação no interior de
cavernas construídas na camada de sal.
A escavação e a formação
dessas cavernas seriam realizadas por meio de lixiviação, com água do mar sob
alta pressão moldando ambientes com até 450 metros de altura por 150 metros de
largura. A expectativa é que cada caverna possa armazenar até 8 milhões de
toneladas de CO2.
O CO2 tem um mercado equivalente a pouco mais de 1% do total das
emissões totais desse gás, sendo utilizado na indústria alimentícia, na
produção de refrigerantes e na indústria petroquímica. Mas a parcela que é
liberada na atmosfera pela ação humana pode ser danosa ao ambiente, tanto que o
CO2 é considerado o principal
causador do aquecimento global. Com a nova técnica, o gás pode ficar estocado
nas cavernas, não sendo liberado na atmosfera.
A técnica está sendo
desenvolvida por pesquisadores vinculados ao Centro de Pesquisa para Inovação
em Gás, um centro de pesquisa em engenharia financiado pela FAPESP (Fundação de
Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) e pela Shell, com sede da Escola Politécnica
da Universidade de São Paulo (Poli/USP).
Gases
sob pressão
No
pré-sal, o petróleo produzido está misturado com gás natural, em
fase líquida e gasosa, com concentração de CO2 variando de 20% a 60%.
"A
técnica atual de separação de CO2 e gás natural utiliza membranas na própria
plataforma de exploração petrolífera. Mas é um sistema caro. Há 20 anos, o CO2
era liberado na atmosfera e o metano [principal componente do gás natural]
queimado em tochas no alto das torres das plataformas de petróleo ou nas
refinarias," contou o professor Júlio Meneghini.
As cavernas no subsolo
marinho para acondicionamento de hidrocarbonetos (petróleo, gás etc.) já
existem desde a década de 1960 e somam hoje mais de 4 mil.
A invenção dos pesquisadores
brasileiros uniu o uso das cavernas à separação do CO2 e do gás natural (CH4)
contando com a gravidade. Depois de extraído do poço, o gás misturado (CO2 +
CH4) é injetado sob alta pressão nas cavernas com o auxílio de uma camada de um
fluido sintético que separa os gases da água do mar, não permitindo que os dois
se misturem e funcionando como uma espécie de repelente tanto ao gás quanto à
salmoura.
O
conceito inovador está na utilização de pressões de 500 a 600
atmosferas, que fazem o CO2 permanecer em um estado termodinâmico supercrítico,
em que a densidade é semelhante à de um líquido, mas com viscosidade mais baixa
que a do estado gasoso.
Assim, ficando mais pesado, ocorre a
separação: o gás natural (composto de metano, em maior quantidade, etano e
propano) fica na parte superior da caverna, podendo ser retirado para comercialização
de forma mais fácil.
"Na caverna, e sem o
CH4, é possível diminuir a pressão interna e transformar o CO2 em gás. Assim, a
caverna pode receber mais dióxido de carbono. Então, quando a caverna estiver
cheia poderá ser selada e abandonada,"
explicou Meneghini.
Mesmo em casos extremos,
como no de terremotos, por exemplo, o conteúdo das cavernas permanece retido
porque a rocha salina consegue se autorreparar rapidamente, sem deixar trincas
abertas.
Cavernas
no pré-sal poderão armazenar CO2
Cavernas no pré-sal poderão
armazenar CO2 para uso comercial ou para evitar o aquecimento global. [Imagem:
RCGI/TPN]
Cavernas
submarinas
As cavernas submarinas
poderão ser moldadas na faixa do sal, que mede cerca de 3 quilômetros de
altura, entre o solo marinho e os bolsões de petróleo, que ficam abaixo. Elas
podem ser feitas com os mesmos equipamentos utilizados para injetar água do mar
nos poços de petróleo, o que é feito quando o poço está no final da vida útil e
a pressão da água injetada faz soltar o restante de petróleo preso às rochas.
As cavernas devem ficar
próximo às plataformas de exploração para receber a energia elétrica que fará
funcionar as bombas instaladas no fundo do mar para a injeção de água à vazão
de 200 a 1.000 metros cúbicos por hora.
Canos especiais usados em exploração
marítima de petróleo, conhecidos como risers, serão responsáveis pela injeção
de gás. O acompanhamento do que ocorre no interior das cavernas poderá ser
feito por sensores de pressão e de gases.
Os pesquisadores estão
trabalhando atualmente na bacia do Espírito Santo, a 50 quilômetros da costa.
Por meio de modelagem computacional, eles estimam que podem ser construídas 14
cavernas naquela bacia.
O gás natural extraído pode
ser utilizado para geração de energia elétrica na própria plataforma ou
armazenado como uma reserva estratégica. Outra vantagem é a capacidade de
estocar CO2 em locais distantes de centros habitados.
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