Dos gases de combustão à matéria-prima: extrair carbono do CO₂ proveniente da incineração de resíduos
O KIT e a EEW Energy from Waste (EEW) pretendem utilizar o CO₂ dos gases de combustão no processo NECOC
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No futuro, o CO₂ proveniente da incineração de resíduos poderá servir como matéria-prima para produtos industriais, em vez de ser libertado para a atmosfera. Para tal, investigadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT), em colaboração com parceiros, estão a preparar a implementação do processo NECOC, que transforma o CO₂ dos gases de escape em produtos utilizáveis industrialmente. O Ministério Federal da Economia e da Energia (BMWE) apoia estes trabalhos com mais de cinco milhões de euros.
Nas instalações de tratamento térmico de resíduos do Grupo EEW, apesar das otimizações contínuas dos processos e dos aumentos de eficiência, continuam a ocorrer emissões de CO₂, tanto de origem fóssil como biogénica. No projeto de investigação NECOC 2.0 (sigla para: No Emissions through converting Carbon diOxide to Carbon), o KIT está agora a estudar, em conjunto com a EEW e outros parceiros, como podem, em vez disso, capturar o CO₂ diretamente dos gases de combustão purificados e, posteriormente, reutilizá-lo como matéria-prima. Os conhecimentos adquiridos deverão constituir a base para o planeamento de uma implementação em grande escala.
«A gestão das emissões inevitáveis é uma questão decisiva, tanto para o sucesso da proteção climática como para a competitividade da região», afirma o professor Thomas Hirth, vice-presidente de Transferência e Relações Internacionais do KIT. «Com o NECOC 2.0, damos um passo decisivo no sentido da implementação prática de uma solução desenvolvida no KIT.»
«A captura de CO₂ é, para nós, um elemento essencial para o futuro da valorização térmica de resíduos. Por isso, investimos de forma específica em investigação e desenvolvimento. Na qualidade de coordenador do consórcio, contribuímos com a nossa experiência industrial para o projeto NECOC 2.0 e, em conjunto com os nossos parceiros, investigamos como o CO₂ pode ser capturado dos gases de combustão e utilizado como matéria-prima», explica Timo Poppe, CEO da EEW Energy from Waste.
O CO₂ transforma-se num produto de valor
No processo NECOC desenvolvido pelo KIT, o CO₂ capturado reage inicialmente com hidrogénio para formar metano. Este passa, em seguida, por um reator com estanho líquido, onde se decompõe nos seus componentes: carbono e hidrogénio. O hidrogénio regressa ao processo de metanização, enquanto o carbono é obtido sob a forma de um pó fino, capaz de substituir o carbono fóssil em aplicações industriais. «Queremos capturar o CO₂ e transformá-lo diretamente numa matéria-prima utilizável», afirma o Dr. Benjamin Dietrich, do Instituto de Engenharia de Processos Térmicos (TVT) do KIT, que desempenhou um papel fundamental no desenvolvimento do processo NECOC. «O processo abre a perspetiva de reduzir as emissões de CO₂ provenientes da valorização térmica de resíduos e, ao mesmo tempo, disponibilizar carbono para aplicações industriais.»
Da investigação à instalação-piloto
As diferentes etapas do processo já foram investigadas em diversas escalas. Em projetos anteriores, o KIT demonstrou a viabilidade técnica da conversão de CO₂ em carbono sólido através do processo NECOC. Uma instalação integrada, construída em 2020 no Instituto de Tecnologia Energética Térmica e Segurança (ITES), no Laboratório de Metais Líquidos de Karlsruhe (KALLA), combinou a metanização e a pirólise do metano, produzindo carbono microgranular a partir do CO₂. Além disso, desde 2026 que estão em curso os projetos de transferência NECOC-BW (financiado pelo Estado de Baden-Württemberg) e CO₂DCC (financiado pelo Estado da Renânia do Norte-Vestfália), nos quais estão a ser desenvolvidos conceitos de aplicação do processo NECOC para grandes fundições de ferro, em condições de funcionamento fortemente específicas de cada local.
Com o NECOC 2.0, os parceiros do projeto dão agora o próximo passo: pretendem testar a cadeia de processos com CO₂ proveniente diretamente de um fluxo real de gases de combustão industriais e integrá-la, através de um sistema de separação, numa instalação contínua. Para tal, estão a desenvolver um conceito para a construção do processo global. Além disso, os participantes no projeto estão a avaliar se o carbono obtido é adequado, por exemplo, para o fabrico de produtos industriais, como elétrodos de baterias ou materiais de construção.
Sobre o NECOC 2.0
No projeto de investigação NECOC 2.0 participam o KIT, com o Instituto de Engenharia de Processos Térmicos e o Instituto de Engenharia de Energia Térmica e Segurança, o EEW, bem como o Instituto Fraunhofer de Tecnologias e Sistemas Cerâmicos (IKTS). O EEW investiga e testa a captura de CO₂ nas suas instalações em Eschbach; o KIT trabalha na metanização e na pirólise do metano para a produção de carbono sólido. Os investigadores do IKTS do KIT estudam a ligação eletroquímica do CO₂ sob a forma de carbonatos de cálcio e de magnésio. O Ministério Federal da Economia e da Energia financia o projeto colaborativo com um montante total superior a cinco milhões de euros.
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