A indústria química poderia ser totalmente neutra em carbono

A indústria química poderia ser totalmente neutra em carbono

A indústria química poderia tornar-se neutra em carbono, indicam novas investigações.

O Conselho Federal da Suíça decidiu que o país deveria tornar-se neutro em termos de carbono até 2050. Isto pode ser um desafio no que diz respeito ao tráfego automóvel e a todo o sector energético, mas não impossível - com a electrificação sistemática e o uso exclusivo de fontes de energia neutras em termos de carbono, por exemplo.

Uma mudança deste tipo será mais difícil para a indústria química. Enquanto para muitos outros sectores industriais uma das principais preocupações é a sua eficiência energética, a indústria química deve também abordar a questão das matérias-primas.

"Polímeros,plásticos, fibras têxteis sintéticas e medicamentos, todos contêm carbono. Tem de vir de algum lado", explica Marco Mazzotti, professor de engenharia de processos na ETH Zurique. Na situação actual, a grande maioria deste carbono provém do petróleo e do gás natural. Durante a produção, e quando os produtos químicos são queimados ou se decompõem no final da sua vida útil, libertam_CO2.

Utilizando números concretos e a produção de metanol como estudo de caso, Mazzotti e colegas da ETH Zurique e da Universidade de Utrecht compararam agora sistematicamente várias abordagens que visam reduzir a zero as emissões líquidas de_CO2 da indústria química. A principal conclusão do novo estudo é que o objectivo de alcançar emissões líquidas zero de_CO2 na indústria química é, de facto, alcançável.

Todas as abordagens examinadas no estudo para atingir este objectivo têm, no entanto, vantagens e desvantagens, que se manifestam de forma diferente em diferentes regiões do mundo. Além disso, todos os três conceitos requerem mais energia (sob a forma de electricidade) do que os actuais métodos de produção.

Os três métodos propostos pelos investigadores são os seguintes:

• Uma abordagem envolve continuar a utilizar recursos fósseis como matérias-primas, mas capturar sistematicamente as_emissões deCO2 e sequestrá-las no subsolo, utilizando um processo conhecido como captura e armazenamento de carbono (CAC). A grande vantagem aqui é que os actuais processos de produção industrial não precisariam de ser alterados. No entanto, os locais de armazenamento devem ser adequados em termos da sua geologia, oferecendo por exemplo camadas sedimentares profundas que contêm água salgada. Tais locais não são encontrados em todo o mundo.
• Outra abordagem seria ver a indústria utilizar carbono proveniente de_CO2 capturado antecipadamente do ar ou de gases residuais industriais. Este processo chama-se captura e utilização de carbono (CCU). O hidrogénio necessário para produtos químicos poderia ser obtido a partir da água utilizando electricidade. A abordagem envolveria uma grande revisão dos processos de produção química e a reconstrução de grandes partes da infra-estrutura industrial. Além disso, requer uma quantidade extremamente grande de electricidade - seis a dez vezes mais do que a CAC". "Este método só pode ser recomendado em países com uma mistura de electricidade neutra em carbono", explica Mazzotti. "Demonstramos claramente que a utilização de grandes quantidades de electricidade proveniente de centrais eléctricas a carvão ou a gás seria, de facto, muito pior para o clima do que o actual método de produção baseado em combustíveis fósseis".
• Uma última opção seria utilizar biomassa (madeira, plantas açucareiras, petrolíferas) como matéria-prima para a indústria química. Embora este método requeira menos electricidade do que os outros, envolve uma utilização muito intensiva da terra para cultivaras culturas - requerendo 40-240 vezes mais terra do que as outras abordagens.

Mazzotti e os seus coautores basearam o seu estudo na produção de metanol, que é semelhante ao processo utilizado para a produção de combustíveis.

O seu trabalho, portanto, também informa a discussão sobre os futuros combustíveis para aeronaves, diz Mazzotti. "Ouvimos repetidamente, mesmo de especialistas, que a única forma de a aviação se tornar neutra em termos de carbono é através da utilização de combustíveis sintéticos", diz ele. "Mas isso não é verdade".

A produção de combustíveis sintéticos é um processo extremamente intensivo em termos energéticos. Se a electricidade das centrais eléctricas a carvão ou a gás fosse utilizada para este fim, os combustíveis sintéticos teriam uma pegada de carbono ainda maior do que os combustíveis fósseis. O estudo mostra que existem pelo menos duas alternativas viáveis aos combustíveis sintéticos: a aviação poderia continuar a utilizar combustíveis fósseis se as aeronaves de_CO2 emitidas fossem capturadas e sequestradas noutro local, ou se os combustíveis pudessem ser obtidos a partir de biomassa.

A investigação aparece emInvestigação Química Industrial e de Engenharia.

Este projecto de investigação teve financiamento do Centro Suíço de Competência em Investigação Energética - Eficiência Energética de Processos Industriais (SCCER-EIP) e do Gabinete Federal Suíço de Energia.

Fonte: ETH Zuriquevia FUTURITY. ORG

Estudo Original DOI: 10.1021/acs.iecr.9b06579