Construindo uma rede nacional de tubos compostos para reduzir as emissões de gases de efeito estufa

Sep 24, 2023

65.000 milhas de gasoduto: essa é a distância que pode ser necessária para atingir emissões líquidas zero em toda a economia até 2050, de acordo com um estudo da Universidade de Princeton. Os Estados Unidos estão prestes a construir uma vasta rede de dutos para transportar hidrogênio e dióxido de carbono, incentivados pela Lei de Emprego e Investimento em Infraestrutura e pela Lei de Redução da Inflação. No entanto, as emissões do ciclo de vida geradas por uma tubulação de aço típica são de 27,35 kg de dióxido de carbono eq por ft1. O que significa que 65.000 milhas resultariam em quase 9,4 milhões de megatoneladas de dióxido de carbono equivalente (equivalente a mais de 2 milhões de carros de passageiros por ano) produzidos apenas a partir da infraestrutura de oleodutos de aço.

Oleodutos feitos de materiais compósitos oferecem um caminho para reduzir as emissões. O tubo composto é composto de várias camadas de diferentes materiais - normalmente um polímero termoplástico como camada estrutural primária com materiais de reforço, como fibras ou enchimentos particulados para aumentar a resistência e a rigidez. Alguns tipos têm emissões de ciclo de vida que são quase um terço menores do que as tubulações de aço típicas. Dependendo da aplicação, as tubulações compostas podem ser mais seguras e menos dispendiosas. No entanto, o processo sob o Pipeline and Hazardous Materials and Safety Administration (PHMSA) para emitir licenças para tubos compostos leva mais tempo do que o aço e, para hidrogênio e dióxido de carbono supercrítico, a indústria carece de padrões regulamentares. A reautorização da Lei de Proteção de Nossa Infraestrutura de Oleodutos e Melhoria da Segurança (PIPES) oferece uma excelente oportunidade para revisar as políticas relativas a novas tecnologias de dutos menos emissivas.

Os Estados Unidos estão à beira de um boom de construção de energia limpa, expandindo muito além da energia eólica e solar para incluir infraestrutura que utiliza hidrogênio e captura de carbono. A bomba foi preparada com US$ 21 bilhões para projetos de demonstração ou "hubs" na Lei de Emprego e Investimento em Infraestrutura e reforçada com outros US$ 7 bilhões para projetos de demonstração e pelo menos US$ 369 bilhões em créditos fiscais na Lei de Redução da Inflação. O Congresso reconheceu que os oleodutos são um componente crítico e forneceu US$ 2,1 bilhões em empréstimos e doações sob a Lei de Financiamento e Inovação de Infraestrutura de Transporte de Dióxido de Carbono (CIFIA).

Os Estados Unidos são atravessados ​​por oleodutos. Aproximadamente 3,3 milhões de milhas de oleodutos predominantemente de aço transportam trilhões de pés cúbicos de gás natural e centenas de bilhões de toneladas de produtos líquidos de petróleo a cada ano. Muito menos 5.000 milhas são usadas para transportar dióxido de carbono e apenas 1.600 milhas são dedicadas ao hidrogênio. A pesquisa sugere que a rede de dutos existente não está nem perto do que é necessário. De acordo com a Net Zero America, aproximadamente 65.000 milhas de dutos serão necessários para transportar o dióxido de carbono capturado para alcançar emissões líquidas zero em toda a economia nos Estados Unidos até 2050. O estudo também identifica a necessidade de vários milhares de dutos para transportar hidrogênio dentro cada região.

Fabricar tubos de aço é um processo intensivo em carbono, e a fabricação de aço em geral responde por sete a nove por cento das emissões globais de gases de efeito estufa. Há esforços contínuos para reduzir as emissões geradas pelo aço (ou seja, "aço verde") por ser mais eficiente em termos energéticos, capturando e armazenando o dióxido de carbono emitido, reciclando sucata de aço combinada com energia renovável e usando hidrogênio de baixa emissão. No entanto, o custo é um desafio significativo com muitas dessas estratégias de mitigação. O custo estimado da transição dos ativos siderúrgicos globais para tecnologias compatíveis com net-zero até 2050 é de US$ 200 bilhões, além de uma média básica de US$ 31 bilhões anuais para simplesmente atender à crescente demanda.

Dada a vasta rede de dutos necessários para alcançar um futuro líquido zero, a expansão do uso de tubos compostos oferece uma oportunidade significativa para os Estados Unidos reduzirem as emissões de carbono. Os materiais compostos são altamente resistentes à corrosão, pesam menos e são mais flexíveis, além de terem maior capacidade de fluxo. Isso significa que as tubulações feitas de materiais compostos têm uma vida útil mais longa e requerem menos manutenção do que as tubulações de aço. O tubo composto pode ser quatro vezes mais rápido de instalar, requer um terço da mão de obra para instalar e tem custos operacionais significativamente mais baixos.2 Espera-se que o uso de tubo composto continue a crescer à medida que os avanços tecnológicos tornam esses materiais mais confiáveis ​​e econômicos .