A inevitável eletrificação da indústria química – ABEQ

Indústria química deve eletrificar processos

Figura 2: Simulação da recompressão mecânica do vapor da coluna de destilação para suprir a demanda energética do refervedor.

Química e Derivados - A inevitável eletrificação da indústria química - ABEQ ©QD Foto: iStockPhoto

Várias considerações podem ser feitas sobre o exemplo apresentado: trata-se de uma rápida simulação que não foi otimizada, e a recompressão do destilado não será sempre uma alternativa viável para suprir o calor requerido pela destilação.

Ainda, a recompressão do destilado impõe altas pressões que demandam equipamentos mais caros para suportá-las.

Outras duas observações muito importante sobre o exemplo apresentado.

A recompressão só deve ser considerada se a eletricidade tem origem limpa e, especificamente para o Brasil, não faz o menor sentido usar eletricidade para destilar um produto cujo processo atual já é todo baseado em energia renovável – no caso, a queima do bagaço de cana.

Esta última observação pode ser generalizada em um aspecto muito favorável ao Brasil: as biorrefinarias são outra alternativa para a descarbonização da indústria química, a cana-de-açúcar é uma plataforma comprovadamente viável para a implantação de biorrefinarias, e o Brasil com suas usinas de açúcar e álcool estaria a meio caminho de uma indústria química ambientalmente sustentável.

Outro aspecto que aumenta muito a pegada de carbono da indústria química é a produção de hidrogênio pela reforma a vapor do metano.

Neste caso, a alternativa é a eletrólise da água. O Quadro 1 permite a comparação das alternativas.

Quadro 1: Comparação das alternativas para produção de hidrogênio

Química e Derivados - A inevitável eletrificação da indústria química - ABEQ ©QD Foto: iStockPhoto

Também no caso da produção de hidrogênio, a eletrólise só faz sentido se for utilizada eletricidade cuja fonte não emita GEE para a atmosfera.

Os desafios para a eletrificação da indústria química passam pelos custos da eletricidade em relação aos combustíveis fósseis, os custos da conversão da tecnologia e a disponibilidade da eletricidade limpa.

E a disponibilidade da eletricidade limpa passa pelo desafio do armazenamento, já discutido neste espaço (O desafio do armazenamento de energia renovável”, Química e Derivados edição 618).

A indústria química pode ter papel importante no armazenamento de energia renovável por meio da produção de hidrogênio, metano, metanol, ou dimetil-éter como transportadores de energia.

Química e Derivados - André Bernardo é Engenheiro Químico
André Bernardo é Engenheiro Químico

Se o Brasil teria imenso potencial para reduzir a pegada de carbono de sua indústria (química) por meio da eletrificação, dado que nossa matriz energética é ainda em grande parte proveniente de fontes renováveis, e da implantação de biorrefinarias baseadas na cana-de-açúcar, as escolhas para produção de energia no Brasil não foram sempre as mais eficientes.

Grandes hidrelétricas a fio d’água (Belo Monte, Santo Antônio e Jirau), intervenção estatal em tarifas de eletricidade, investimento insuficiente e confusão tributária levaram a altos custos para o consumidor e risco de racionamento – mais de uma vez, e de novo agora.

Disponibilidade de metano sem um arcabouço jurídico que proteja o investimento levava à reinjeção do metano de volta aos poços – a nova Lei do Gás Natural (Lei nº 14.134, de 2021) é uma promessa de melhoria para o futuro.

Há muito a ser feito e muito trabalho é necessário.

Mas se o governante de plantão tem duas horas de trabalho por dia na agenda, e o “trabalho” inclui inauguração de mata-burro e ponto de wi-fi em pracinha, e acenar para caminhoneiro em beira de estrada, estamos perdendo tempo precioso.

A privatização da estatal de eletricidade parece ser feita aos trancos e barrancos para que o coach de plantão no Ministério da Economia tenha sua foto com o martelinho de leilão na mão, e inclui “jabutis” de 84 bilhões de reais (que se somam aos 70 bilhões de reais que quem queria estocar vento já tinha nos deixado de presente).

O futuro não me parece promissor. Espero estar enganado.

Texto: André Bernardo

O AUTOR

André Bernardo é Engenheiro Químico formado na Escola Politécnica da USP, com mestrado em Desenvolvimento de Processos Biotecnológicos pela Faculdade de Engenharia Química da Unicamp e Doutorado em Engenharia Química pela UFSCar. Trabalhou no Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT) e em diferentes indústrias químicas. Atualmente é professor do departamento de Engenharia Química da UFSCar. Contato: abernardo@ufscar.br

Referências:

 

D. Schuewer, C. Schneider, “Electrification of industrial process heat: long-term applications, potentials and impacts”, ECEEE INDUSTRIAL SUMMER STUDY PROCEEDINGS. TECHNOLOGY, p. 411-422, 2018.

K. Van Geem, V. Galvita, and G. Marin, “Making chemicals with electricity,” SCIENCE, vol. 364, no. 6442. American Association for the Advancement of Science (AAAS), pp. 734–735, 2019.

M. Wei, C. A. McMillan, S. de la Rue du Can, S. Electrification of Industry: Potential, Challenges and Outlook. Curr Sustainable Renewable Energy Rep 2019, 6 (4), 140–148. https://doi.org/10.1007/s40518-019-00136-1.

Z. J. Schiffer, K. Manthiram. “Electrification and Decarbonization of the Chemical Industry.” Joule 1, 1, pp. 10-14, 2017.

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ABEQ

A Associação Brasileira de Engenharia Química (ABEQ) é uma entidade sem fins lucrativos que congrega profissionais e empresas interessadas no desenvolvimento da Engenharia Química no Brasil. É filiada à Confederação Interamericana de Engenharia Química. Seu Conselho Superior, Diretoria e Diretoria das Seções Regionais são eleitos pelos associados a cada dois anos. Mais informações: https://www.abeq.org.br/

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