O echipă de chimişti din SUA a creat un reactor care captează emisiile CO2 ale motoarelor navale şi le transformă în sare de mare, dar procesul e anevoios

În ultimii doi ani, am vorbit frecvent despre tendinţe tot mai accentuate în industria maritimă de a exclude sau reduce la minim emisiile CO2, or, la nivel internaţional sunt deja aprobate restricţii care prevăd obligativitatea reducerii substanţiale a emisiilor CO2 în următori câţiva ani, până la atingerea a zero emisii nete către anul 2050. În general, avansul tehnologic are loc pe 4 soluţii esenţiale — navele electrice cu baterii şi alte forme de stocare a energiei, sau folosirea în rol de combustibil a hidrogenului, amoniacului sau metanolului. Însă acum o echipă de chimişti, de la startup-ul Calcarea — format iniţial cu ajutorul a două universităţi, Caltech şi USC — au creat o soluţie care se vrea a 5-a în listă, pentru a exclude emisiile CO2 direct de la bordul navei şi a le transforma în elemente inofensive. Însă tot procesul e atât de anevoios şi necesită atât de multe complicaţii logistice, încât trezeşte mari semne de îndoială dacă ar putea fi fezabil şi raţional vreodată şi dacă nu are o doză prea mare de absurditate în însăşi esenţa sa, mai ales comparat cu celelalte 4 soluţii.

Foto: Noul reactor de captare CO2, construit la scară mică

La navele electrice totul e cât se poate de clar, dar piedicile vin de la densitatea energetică a bateriilor, care nu trebuie să fie prea grele, pentru a nu reduce din sarcina utilă. Deocamdată navele electrice operează viabile pe rute scurte, în rol de feriboturi, dar există deja nave în construcţie care vor opera pe rute de 100 km, precum cea care va opera între Argentina şi Uruguay.

Foto: Cel mai mare feribot electric din lume, cu 400 tone de baterii la bord

La hidrogen, amoniac şi etanol, tehnologia e similară şi presupune combustia directă în motor, doar că marea problemă o pune stocarea acestor combustibil la bord în cantităţi suficiente pentru curse lungi oceanice. La hidrogen, stocarea ar fi posibilă doar în formă lichidă, dar e energofagă, la metanol e relativ mai simplă stocarea lichidă, iar amoniacul a fost desemnat drept cel mai fezabil pentru stocare şi cost de producţie. Toate aceste trei elemente au zero emisii la ardere doar cu condiţia că sunt produse cu energie regenerabilă, hidrogenul fiind şi materia primă pentru amoniac şi metanol.

Soluţia celor de la Calcarea, însă, nu presupune schimbarea tehnologiei de propulsie a navelor, ca ele să nu emită CO2 şi să nu fie nevoie de extracţia şi producţia de combustibili fosili, ci captarea de CO2 direct din sistemul de eşapament al navei. Asta e o problemă din start, întrucât nu ar reduce din cererea pentru combustibil fosili la nivel de industrie, ci doar ar minimiza impactul sub forma captării CO2. Mai departe, însă, chiar şi soluţia tehnică şi chimică naşte o mulţime de întrebări.

Aparent, totul sună frumos şi natural la prima vedere şi prevede instalarea a 1-2 reactoare al bordul navelor, care să fie conectate la sistemul de eşapament, ca toate gazele de eşapament emise de motoare să treacă prin aceste reactoare, unde să fie captat CO2-ul. Iar aceste instalaţii au denumire de reactoare pentru că în ele vor avea loc reacţii chimice, ba mai mult ca atât — reacţiile care stau la baza tehnologiei sunt replicate din natură, din modul în care oceanele lumii deja neutralizează CO2-ul.

Mai exact, în prezent oceanele şi mările planetei captează cam o treime din tot CO2-ul emis în atmosferă. Acest CO2 e absorbit de apa salină a mării, însă cu cât mai mult CO2 a absorbit, cu atât mai acidă devine ea. Acele volum de ape mai acide ajung să interacţioneze la fundul mării cu diverse forme de carbonat de calciu (CaCO3), conţinut din belşug în ocean, sub formă de corali, roci, calcar, aragonit. Desigur, o parte din aceste forme de carbonat de calciu, mai mult sau mai puţin pure, se regăsesc şi la suprafaţă, sub forma banalului calcar, care e în mare parte extras din cariere.

În reacţia de la fundul oceanelor, apa acidă interacţionează cu acest carbonat de calciu şi ajunge să producă sărurile bicarbonate, care stochează astfel CO2-ul pe un termen de sute de mii de ani. În oceane, această reacţie are loc la scară mare, dar ciclul în care CO2-ul tocmai captat să ajungă să devină bicarbonat durează foarte lent, undeva la nivelul a 10 mii de ani. Cei de la Calcarea vor să reproducă acest proces accelerându-l până la un flux curent de reacţii ce procesează gazele de eşapament ale navei în timp real, iar după procesarea acestor gaze de eşapament reactoarele ar produce săruri bicarbonate, pe care le-ar dilua cu apa salină de mare, spoindu-i astfel niţel salinitatea şi eliberând-o în ocean. Jess Adkins, oceanograf chimist şi CEO de la Calcarea, spune că echipa lor cunoaşte atât de profund ciclul natural al captării de CO2 în ocean şi efectele asupra vieţii marine, încât e absolut sigur că deversarea unei ape mai sărate în ocean nu va avea niciun impact asupra faunei. Per general, echilibrul chimic şi salinitatea n-ar avea de suferit, zice el, pentru că e doar o reacţie naturală, accelerată, dar multe din reacţiile naturale aduc dezechilibre când sunt accelerate, iar la bordul celor mai mari nave ar fi suficiente două reactoare ca să neutralizeze în timp real emisiile CO2.

Ei bine, însă mai spus am spus că în ocean e nevoie de carbonat ce calciu ca această reacţie să se producă, iar asta înseamnă că şi reactorul inventat de Calcarea are nevoie de o formă sau alta de carbonat de calciu, pe care să-l folosească în reacţii. Şi aici intervin cifrele şi logistica. Deci prezenţa a două asemenea reactoare la bordul unora din cele mai mari nave transportatoare de containere sau LNG, spre exemplu, înseamnă că nava trebuie să renunţe la circa 4-5% din sarcina sa utilă, într-atât de mari şi grele sunt reactoarele şi conductele lor aferente de conectare la sistemul de eşapament al navei. Pe lângă asta, o navă de 180 mii tone de cargo, care a renunţat deja la 5% din sarcina sa utilă, mai trebuie să ia la bord încă circa 4 mii de tone de calcar!

Această cantitate ar fi folosită în cele mai lungi călătorii ale navei pentru a neutraliza CO2-ul, doar că 4 mii tone de calcar înseamnă cam 160 de camioane de calcar, excavate şi transportate până în port, pentru a fi urcat la apoi la bordul navei. Cât CO2 va fi emis în excavare, transportare şi manevrarea unei cantităţi atât de mari de calcar — e marea întrebare, într-atât de importantă, încât ne face să ne întrebăm dacă mai rămâne ceva beneficiul din neutralizarea ulterioară a CO2-ului. Desigur, se poate opera cu utilaje miniere electric, apoi cu camioane electrice, dar asta înseamnă să pasăm responsabilităţi într-un mod discutabil spre alte industrii.

Cei de la Calcarea au construit două reactoare mici experimentale unul la universitatea UCL şi altul în portul Los Angeles, iar acum au încheiat parteneriat cu operatorul de transport maritim Lomar, pentru a testa un reactor în scară reală şi la bordul unei nave reale. Ei sunt atât de convinşi de viabilitate, încât spun că se va ajunge în viitor şi la un moment când vor exista nave specializate pentru captare de CO2, care vor ieşi din port cu mii de tone de calcar, ca să capteze CO2-ul şi din aer şi să-l stocheze în mare sub formă de sare de mare şi deversări de apă salină.

Şi, dacă poate n-am fost suficient de expliciţi, acest calcar nu e un catalizator în reacţie, ci un produs care se consumă în reacţie. Deci, în reactor intră CO2-ul din gazele de eşapament, apa de mare şi calcarul, iar la ieşire se obţin sărurile bicarbonate diluate în apa de mare şi gazele de eşapament fără CO2.

Calculele actuale arată că o tonă de calcar e suficientă doar pentru a capta 440 kg de CO2, iar la final se vor obţin puţin peste 1,6 tone de săruri bicarbonat de calciu, diluate în apa de mare. Deci, 1 tonă de calcar ajută doar la captarea de 440 kg de CO2, iar pentru o tonă de CO2 captat sunt necesare, prin urmare 2,27 tone de calcar.

E o cantitate absolut uriaşă şi îndoielnică de calcar necesar pentru acest proces. Cele mai mari nave transportatoare de containere din lume, cele de aproape 400 metri lungime, emit cam 235 mii tone de CO2 anual. Asta înseamnă că o singură asemenea navă ar avea nevoie de 534 mii tone de calcar anual, deci să-şi refacă stocul de 4.000 tone de 135 ori, pentru a-i fi suficient, pentru că aceste nave uriaşe emit peste 1 tonă de CO2 la kilometru navigat, deci cu noua tehnologie ele ar mai avea nevoie şi de vreo 2,3 tone de calcar la kilometru.

Şi, apropo, pentru extracţia a o tonă de calcar în prezent sunt generate emisii CO2 cuprinse între 180 kg şi 280 kg. Doar dacă luăm în calcul aceste emisii, ca în final o tonă de calcar să extragă 440 kg de CO2, matematica e deja îndoielnică. Dar mai punem şi transportul şi manevrările logistice în ecuaţie, ajungem la final la o tehnologie unde cifrele nu dau vreun efect net clar, care să schimbe cu adevărat lucrurile spr bine şi unde adie tot mai mult a greenwashing. Cel puţin spre o asemenea concluzie duc calculele actuale, descifrate mai sus. Şi, desigur, se poate opera la extragere cu camioane electrice şi excavatoare electrice, ca să se elimine la maxim acel impact de extragere, dar oricum beneficiul real al acestei tehnologii e foarte discutabil.