Milhões de toneladas de cinzas de carvão, resultantes da queima do combustível fóssil mais poluente do planeta, estão depositadas em lagoas e aterros sanitários, podendo contaminar cursos d’água e poluir o solo. Esses resíduos tóxicos, no entanto, também podem ser um tesouro de elementos de terras raras necessários para impulsionar o mundo rumo à energia limpa.
Cientistas analisaram cinzas de carvão de usinas de energia nos Estados Unidos e descobriram que elas podem conter até 11 milhões de toneladas de elementos de terras raras — quase oito vezes a quantidade que os EUA têm em reservas nacionais — no valor de cerca de US$ 8,4 bilhões (aproximadamente R$ 47,5 bilhões), de acordo com uma pesquisa recente liderada pela Universidade do Texas em Austin.
As chamadas terras raras são um conjunto de elementos metálicos, com nomes como escândio, neodímio e ítrio, que existem no núcleo da Terra. Elas desempenham um papel crucial em tecnologias limpas, incluindo veículos elétricos, painéis solares e turbinas eólicas.
A pesquisa recente oferece uma enorme fonte potencial de elementos de terras raras nacionais sem a necessidade de novas minas, disse Bridget Scanlon, autora do estudo e professora pesquisadora da Escola Jackson de Geociências da Universidade do Texas. “Isso realmente exemplifica o mantra ‘do lixo ao tesouro’”, disse ela. “Estamos basicamente tentando fechar o ciclo e usar o lixo e recuperar recursos nele contidos.”
Apesar do nome, esses metais não são raros na natureza, mas podem ser difíceis de extrair e separar do minério que os cerca, de modo que a demanda supera a oferta.
À medida que o mundo se afasta dos combustíveis fósseis que aquecem o planeta, mais terras raras serão necessárias. A demanda por esses metais deverá aumentar até sete vezes os níveis atuais até 2040, de acordo com a Agência Internacional de Energia.
No entanto, a oferta dos EUA continua pequena. Sua única mina de terras raras em grande escala é Mountain Pass, na Califórnia. O país importa atualmente mais de 95% de seus elementos de terras raras, a grande maioria dos quais vem da China, o que representa problemas de segurança e de cadeia de suprimentos.
“Precisamos melhorar a situação”, disse Scanlon à CNN. É por isso que houve um movimento para buscar fontes não convencionais de terras raras, disse ela, “e uma dessas fontes é o carvão e seus derivados”.
As cinzas de carvão contêm concentrações relativamente baixas de elementos de terras raras em comparação com o que pode ser extraído diretamente de depósitos subterrâneos. A vantagem é que são facilmente disponíveis. Cerca de 70 milhões de toneladas de cinzas de carvão são produzidas anualmente nos EUA.
“Há enormes volumes dessa substância por todo o país. E o processo inicial de extração… já está resolvido para nós”, disse Davin Bagdonas, coautor do estudo e pesquisador da Universidade de Wyoming.
O estudo concluiu que a origem do carvão determina o quão direta seria a extração de terras raras.
As cinzas de carvão da Bacia dos Apalaches contêm as maiores quantidades de elementos de terras raras, mas apenas 30% podem ser extraídas. As cinzas de carvão da Bacia do Rio Powder, que abrange Wyoming e Montana, têm a menor concentração média de elementos, mas mais de 70% podem ser extraídas.
O processo de extração das cinzas de carvão pode ser caro, disse Paul Ziemkiewicz, diretor do Instituto de Pesquisa Hídrica da Universidade da Virgínia Ocidental, que não participou do estudo. Os custos da mineração precisam ser ponderados em relação à quantidade de produto que pode ser recuperada, relatou à CNN.
“Ácidos e bases fortes são necessários para extrair elementos de terras raras. Ambos são caros”, disse Ziemkiewicz. Cinzas de carvão do Ocidente podem conter concentrações mais altas de minerais alcalinos, acrescentou, o que aumentaria os custos, pois a alcalinidade neutraliza o ácido.
Quanto mais produtos químicos forem necessários no processo, maiores serão os potenciais impactos ambientais.
Elementos de terras raras também representam apenas uma pequena proporção das cinzas de carvão, acrescentou Ziemkiewicz, então sua extração “não alteraria o volume que requer descarte e armazenamento”. As cinzas de carvão contêm contaminantes como mercúrio, arsênio e chumbo, o que as torna um fluxo de resíduos muito arriscado.
Os autores do estudo, no entanto, sugerem que o valor da extração de metais de terras raras pode ser usado para compensar os custos de melhoria da maneira como as cinzas de carvão são armazenadas e gerenciadas.
Em abril, o governo Biden anunciou um investimento de US$ 17,5 milhões em projetos para extrair terras raras do carvão e seus resíduos.
O financiamento “aumentará nossa segurança nacional enquanto ajuda a reconstruir o setor manufatureiro dos Estados Unidos e a revitalizar as comunidades de energia e mineração em todo o país”, disse a Secretária de Energia Jennifer Granholm em um comunicado na época.
Alguns expressaram preocupações de que transformar cinzas de carvão em algo valioso poderia ser usado para pressionar por mais carvão, o mais poluente dos combustíveis fósseis que aquecem o planeta.
Não é algo com que Scanlon esteja muito preocupado. “Usaremos, em grande parte, resíduos legados”, disse Scalon. Atualmente, há mais de 2 bilhões de toneladas de cinzas de carvão armazenadas nos EUA, de acordo com o Departamento de Energia. “Não há indícios de que a dependência futura de cinzas de carvão como matéria-prima para materiais críticos incentivará a energia a carvão”, disse um porta-voz do DOE.
O objetivo mais amplo é descobrir maneiras de obter uma variedade de produtos do carvão, além de terras raras, disse Scanlon, para extrair valor dele sem queimá-lo.
