Într-o lume aflată la intersecția dintre progres tehnologic și criză ecologică, una dintre cele mai mari provocări ale secolului XXI este reducerea concentrației de dioxid de carbon (CO₂) din atmosferă. Acest gaz cu efect de seră, rezultat în principal din arderea combustibililor fosili, din procesele industriale și din defrișări, reprezintă motorul principal al încălzirii globale. Dincolo de necesitatea reducerii emisiilor, știința contemporană explorează o soluție complementară și ambițioasă: captarea și stocarea carbonului (Carbon Capture and Storage – CCS) și, mai recent, captarea directă a carbonului din aer (Direct Air Capture – DAC). Aceste tehnologii promit nu doar limitarea daunelor viitoare, ci și o posibilă inversare a efectelor climatice actuale.
În lupta împotriva schimbărilor climatice, tehnologiile de captare a carbonului din atmosferă oferă o speranță concretă și un simbol al responsabilității științifice. De la instalațiile islandeze care transformă gazul în piatră până la laboratoarele care îl convertesc în combustibil verde, omenirea explorează modalități de a reechilibra relația dintre industrie și natură.
Totuși, adevărata soluție nu se rezumă la inovație tehnologică, ci la o schimbare de paradigmă: reducerea consumului, valorificarea resurselor regenerabile și adoptarea unei etici a echilibrului planetar.
Contextul și rațiunea științifică
Echilibrul climatic al planetei depinde de finele balanței dintre emisiile de gaze cu efect de seră și procesele naturale de absorbție a acestora. În mod natural, oceanele, solurile și pădurile absorb o parte semnificativă din CO₂ emis. Totuși, capacitatea lor este limitată, iar activitatea umană a perturbat acest echilibru.
Conform datelor IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), chiar și în scenarii optimiste de decarbonizare, va fi necesară îndepărtarea a miliarde de tone de CO₂ anual pentru a menține creșterea temperaturii globale sub 1,5°C față de nivelurile preindustriale.
Tehnologiile de captare a carbonului nu sunt o alternativă la reducerea emisiilor, ci o completare a acesteia. Ele se adresează în special sectoarelor greu de decarbonizat, precum industria cimentului, a oțelului sau transportul aerian. În același timp, ele oferă o perspectivă radicală: transformarea CO₂ într-o resursă reutilizabilă.
Principiile tehnologiilor de captare
Captarea carbonului se poate realiza în două moduri majore: în sursă și direct din aer.
Captarea la sursă implică extragerea CO₂ direct din gazele de evacuare ale centralelor electrice sau ale fabricilor. Procesul utilizează substanțe absorbante – cum ar fi aminele – care se leagă chimic de dioxidul de carbon. Ulterior, CO₂ este separat, comprimat și transportat spre depozitare.
Captarea directă din aer (DAC) reprezintă o inovație de ultimă generație. În loc să se concentreze pe surse punctuale, această metodă aspiră aerul ambiental, extrage CO₂ și eliberează oxigenul înapoi în atmosferă. Deși tehnologic impresionantă, această metodă se confruntă cu o provocare majoră: densitatea scăzută a CO₂ în aer (doar 0,04%), ceea ce face procesul costisitor energetic și economic.
Stocarea și reutilizarea carbonului captat
Odată captat, CO₂ poate fi stocat sau utilizat. În varianta clasică, gazul este injectat în formațiuni geologice stabile – cum ar fi rezervoarele de petrol epuizate sau straturile saline profunde – unde rămâne blocat pentru milenii. Acest proces, numit stocare geologică, este deja testat la scară industrială în Norvegia, Canada și Statele Unite.
Totuși, o direcție emergentă și promițătoare este utilizarea carbonului captat (Carbon Capture and Utilization – CCU). Prin diverse procese chimice, CO₂ poate fi transformat în materiale utile: combustibili sintetici, polimeri, betoane ecologice sau chiar îngrășăminte. Astfel, dioxidul de carbon încetează să mai fie un deșeu și devine o materie primă circulară.
Exemple și proiecte de referință
Unul dintre pionierii globali în captarea directă a carbonului este compania elvețiană Climeworks, care a construit instalația „Orca” în Islanda. Aceasta folosește energie geotermală pentru a extrage anual aproximativ 4.000 de tone de CO₂ din aer, care sunt apoi mineralizate în bazalt. Deși cifra pare modestă la scara globală, proiectul demonstrează fezabilitatea tehnologică a procesului și trasează drumul spre extindere.
În Canada, compania Carbon Engineering a dezvoltat un sistem DAC capabil să capteze 1 milion de tone de CO₂ pe an, pe care îl poate transforma ulterior în combustibili sintetici. În Statele Unite, inițiativele susținute prin programul federal „CarbonSAFE” vizează dezvoltarea infrastructurii pentru depozitarea geologică sigură a carbonului.
Costuri și limitări tehnologice
Deși promițătoare, aceste tehnologii sunt departe de a fi o soluție miraculoasă. Costurile actuale de captare directă variază între 250 și 600 de dolari pe tona de CO₂, deși estimările arată că, odată cu maturizarea tehnologică și economiile de scară, prețul ar putea scădea sub 100 de dolari până în 2035.
Provocările tehnice sunt multiple:
- Consum energetic ridicat, în special pentru regenerarea sorbenților chimici.
- Dependența de surse de energie curate, altfel procesul riscă să emită mai mult CO₂ decât captează.
- Acceptabilitatea socială a proiectelor de stocare geologică, care ridică întrebări privind siguranța pe termen lung.
În plus, niciun scenariu realist nu poate înlocui nevoia urgentă de reducere a emisiilor la sursă. Captarea carbonului nu este o scuză pentru inactivitate climatică, ci o strategie complementară.
Integrarea cu alte soluții de decarbonizare
În prezent, strategiile climatice eficiente se bazează pe un mix de tehnologii. Captarea carbonului poate fi combinată cu:
- Bioenergie cu captare și stocare a carbonului (BECCS) – unde plantele absorb CO₂ în timpul creșterii, iar arderea lor pentru energie este urmată de captarea carbonului emis, rezultând o emisie net negativă.
- Restaurarea ecosistemelor naturale, cum ar fi reîmpădurirea sau refacerea turbăriilor, care oferă soluții biologice complementare.
- Tehnologii de conversie a carbonului în materiale durabile, contribuind la economia circulară.
Aceste sinergii sunt esențiale pentru atingerea neutralității climatice până în 2050 – un obiectiv ambițios, dar esențial pentru supraviețuirea ecologică a planetei.
Perspective de viitor
Progresele recente în nanotehnologie, inteligență artificială și materiale avansate deschid noi frontiere pentru eficientizarea captării carbonului. Se dezvoltă membrane selectiv-permeabile care pot izola CO₂ cu un consum energetic minim, precum și sorbenți solizi pe bază de grafen sau metal-organic frameworks (MOF), capabili să stocheze gazul cu o densitate remarcabilă.
În paralel, politicile climatice globale încep să susțină financiar aceste inițiative. Uniunea Europeană, de exemplu, a inclus CCS și DAC în pachetul „Fit for 55”, iar Statele Unite oferă credite fiscale prin legea „Inflation Reduction Act” pentru fiecare tonă de CO₂ captată și stocată permanent.
La orizontul anilor 2040–2050, scenariile IPCC prevăd că tehnologiile de captare și stocare ar putea elimina între 5 și 10 gigatone de CO₂ anual, echivalentul a peste un sfert din emisiile actuale globale.