À medida que o foco na redução das emissões de dióxido de carbono aumenta em várias indústrias em todo o mundo, os esforços para evitar que o dióxido de carbono escape para a atmosfera, sequestrando-o, tornaram-se objecto de muito interesse. Essas técnicas são conhecidas como captura e armazenamento de carbono (CCS). Por exemplo, a instalação de Captura e Armazenamento de Carbono (CCS) da Quest perto de Edmonton, Alberta, Canadá, capturou e selou mais de 6,8 milhões de toneladas de dióxido de carbono desde que foi inaugurada no final de 2015, e armazenou-o com segurança a 2 quilómetros de profundidade. Os materiais gerados pela corrosão e a seleção adequada dos materiais dos equipamentos são fundamentais para a operação segura, confiável e econômica da infraestrutura CCS. O ambiente de baixa temperatura e a água livre produzida durante muitos processos de CCS podem criar condições ácidas que podem levar à corrosão do equipamento de tratamento. Por esta razão, aços inoxidáveis contendo níquel e ligas de níquel com níveis mais elevados de resistência à corrosão são preferidos para a fabricação de tais equipamentos.
O carbono capturado dos gases geralmente provém de processos de combustão e contém altos níveis de umidade. Os processos de captura e sequestro são realizados em condições úmidas e ácidas, ou requerem secagem prévia para capturar o dióxido de carbono, ou podem ser realizados em altas temperaturas e sob condições adversas. Além disso, o transporte de dióxido de carbono desde a captura até ao armazenamento subterrâneo é feito principalmente por gasodutos, transporte marítimo, camiões e comboios, e o dióxido de carbono necessita de ser liquefeito antes de ser transportado para o local de armazenamento. O equipamento utilizado para transportar carbono desde a captura até o armazenamento subterrâneo é geralmente feito de aço de baixa liga contendo níquel, aço inoxidável ou ligas de níquel.
O dióxido de carbono injetado no armazenamento subterrâneo é geralmente seco e não corrosivo. O projeto do poço deve levar em consideração o risco de corrosão em ambiente ácido durante a vida útil do poço. Dados de projeto de poços dos EUA e da UE mostram que aços inoxidáveis e ligas de níquel contendo níquel são comumente usados para fabricar infraestruturas críticas de poços onde há risco de corrosão. Atualmente, os Estados Unidos desenvolveram diretrizes claras para o projeto e construção de poços de injeção de CO2 que enfatizam a importância do níquel como material de equipamento para armazenamento subterrâneo de CO2.
Além disso, a Associação Internacional para Desempenho e Proteção de Materiais (AMPP) está desenvolvendo diretrizes para seleção de materiais e controle de corrosão para transporte e injeção de CO2, identificando materiais contendo níquel como a escolha preferida para fabricação de equipamentos. Isto sugere que o níquel desempenhará um papel importante nas emissões líquidas zero de gases com efeito de estufa durante algum tempo.
Em quais etapas específicas do processo CCS o níquel desempenha um papel vital? Recuperação de dióxido de carbono dos gases de combustão de usinas termelétricas a carvão, que estão contaminados com dióxido de enxofre e água e produzem condensados ácidos que podem corroer o aço carbono; a absorção de dióxido de carbono de fluxos de gás por solventes líquidos (por exemplo, aminas), que podem levar a condições corrosivas ácidas no absorvedor de dióxido de carbono, nos sistemas de manuseio de aminas líquidas e nos recipientes dos removedores de vapor onde o dióxido de carbono limpo é liberado; e os sistemas de recuperação de absorventes sólidos, como a adsorção de temperatura variável (TSA), que também remove o dióxido de carbono da corrente gasosa através da interação com o absorvente, processo que envolve condições úmidas com temperaturas oscilando entre 40 graus e 100 graus, onde ácido carbônico pode ser formado, então a principal etapa em risco é a secagem. Para todos esses processos, recomenda-se a utilização de aço inoxidável austenítico contendo níquel, enquanto o aço inoxidável duplex contendo níquel é mais recomendado para sopradores de pré-captura. Além disso, processos inovadores para a utilização e captura de CO2, como o ciclo de geração de energia Allam-Fetvedt, requerem turbinas de CO2 e queimadores feitos de ligas contendo níquel, trocadores de calor e tubulações de alta temperatura conectando os dois componentes.
