Renováveis: Os baixos preços do petróleo e gás natural afetam a competitividade dos renováveis

A maior disponibilidade e redução dos preços das matérias-primas fósseis, petróleo e gás natural, impactam significativamente o movimento que nos últimos anos havia se estabelecido de busca por rotas renováveis e de maior sustentabilidade dos processos produtivos. São discutidos os casos de dois produtos, eteno e ácido acético, que são comercialmente produzidos por rota renovável, embora dominantemente sua produção utilize a rota fóssil. É clara a perda de competitividade da rota verde, em ambos os casos, pois o custo da matéria-prima não é ressarcido pelo atual preço de mercado dos produtos.

Nos últimos anos ocorreram dois fenômenos que impactaram significantemente, em escala mundial, o mercado de produtos químicos renováveis. Desde meados de 2008, os preços do gás natural no mercado americano (Henry Hub), devido a grande oferta de shale gas, tiveram uma relevante queda, que se propagou para o mercado de gás natural liquefeito, causando a seguir a redução de preços em outros mercados, a partir do segundo trimestre de 2014, como é apresentado na Figura 1.

Figura 1: Preços internacionais do Gás Natural (em US$/MMBTU)

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Posteriormente houve também a maior disponibilização de shale oil, tornando os EUA menos dependentes de petróleo do Oriente Médio. Diferentemente da reação tradicional, não foram colocadas em prática, pelos países membros da Opep, políticas de congelamento ou corte de produção, resultando em forte queda do peço do petróleo a partir de junho de 2014, quando a cotação mensal média do WTI era de US$ 105 por barril. Nesta acentuada queda chegou a atingir valores próximos de US$ 30 por barril, no início de 2015, estando atualmente oscilando perto dos US$ 50 por barril.

Este segundo movimento impactou positivamente os produtores baseados em nafta petroquímica, reduzindo significativamente a vantagem obtida pelas empresas processadoras de cargas gasosas. Quando o petróleo atingiu valores próximos de US$ 30/barril, a Platts (2016) comentou que a queda do preço do petróleo havia, consequentemente, derrubado o preço global da nafta, permitindo aos produtores baseados nessa matéria-prima serem mais competitivos, aproximando significativamente os custos de produção de etileno, a despeito da matéria-prima.

A queda do preço do petróleo fez com que os produtores de shale, nos EUA, procurassem reduzir significantemente seus custos de produção, por meio de inovações no processo de fraturamento hidráulico, com vistas a manter sua competitividade. Os fundamentos do mercado de óleo & gás parecem ter sofrido uma mudança de cunho estrutural, devido aos fenômenos citados, de modo a estabelecer um tampão relativamente efetivo a futuros aumentos elevados do preço de petróleo.

Quanto às matérias-primas renováveis, desde o início de 2014, houve variações, mas não tão drásticas como no mercado de óleo & gás. Por exemplo, como se vê na Figura 2, para a cotação do açúcar na Bolsa de Nova York, a relação entre o menor e maior preço, no período em questão, foi de 0,57, enquanto que para o petróleo foi de 0,28. Além disso, os preços atuais desta commodity retornaram ao mesmo patamar do início desta série. Quanto ao preço do etanol hidratado, no mercado de São Paulo, a relação entre o menor e maior preço foi de 0,54 e o preço atual corresponde a 73 % do valor do início do período. Entretanto, neste caso vale lembrar que também houve uma desvalorização do real de 41%, o que contribui para que o preço atual em dólar seja menor. Pelo exposto fica claro que a competitividade dos substitutos renováveis aos produtos petroquímicos ficou sensivelmente prejudicada, pois estes sofreram redução de seus custos produtivos devido à acentuada queda do preço das matérias-primas fósseis.

A busca por produtos renováveis – Atualmente há maior consciência da necessidade de preservação ambiental e dos benefícios que as fontes de energia e matérias-primas renováveis trazem para o desenvolvimento sustentável. Dentre as principais vantagens, têm-se:

– redução dos gases de efeito estufa;

– diversificação das matérias-primas, reduzindo a dependência do petróleo;

– aumento da segurança energética;

– aumento de renda para a sociedade agrícola;

– a biomassa é uma fonte de energia abundante. O consumo anual mundial de energia é aproximadamente 7% da energia estimada da produção primária de biomassa, que é de 6,9 x1017 kcal/ano (Narayan, 2011). É valido lembrar que esta abundância requer que se preserve o planeta, de modo que se mantenha a capacidade atual de realização de fotossíntese.

Figura 2: Preços do Açúcar e do Etanol

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A COP-21, Conferência do Clima, realizada em dezembro de 2015 em Paris, é um testemunho típico deste aumento de consciência. Pela primeira vez neste tipo de encontro foram aprovadas políticas e ações, pelos 195 países signatários, para restringir o aumento da temperatura do planeta bem abaixo de 2⁰C até 2100, em comparação à média do planeta antes da Revolução Industrial, com os respectivos recursos necessários para a sua consecução, US$ 100 bilhões por ano a serem aportados pelos países ricos.

Entretanto, para o desenvolvimento de uma rota alternativa à fóssil, é imprescindível sua viabilidade econômica, pois nenhum negócio se sustenta só pelas suas externalidades. É essencial que seu processo produtivo preencha os seguintes requisitos:

– matéria-prima competitiva, isto é, baixo custo, logística favorável e disponibilidade constante a longo prazo. Aspectos de sazonalidade dificultam a viabilização de alguns renováveis;

– processos eficientes de aproveitamento da biomassa, com alto rendimento e seletividade;

– eficiência energética;

– baixo custo dos insumos. Algumas vezes o custo de enzimas e micro-organismos torna a rota proibitiva;

– baixo impacto ambiental. Processos de conversão biológica e suas combinações podem ter impacto significativo na sustentabilidade dos produtos derivados da biomassa. É necessário realizar uma criteriosa análise do ciclo de vida.

Embora seja possível tecnicamente a partir de biomassa sacarínea, amilácea e lignocelulósica produzir uma gama enorme de produtos químicos, a viabilidade econômica tem sido até então muito seletiva. Apesar de um esforço de P&D significativo, desde a virada do século, foram viabilizados comercialmente poucos bioprodutos, como por exemplo: epicloridrina, ácido láctico, ácido succínico e propanodiol. A atual queda dos preços de óleo & gás torna essa viabilidade mais desafiadora ainda. Na tentativa de inferir a competitividade dos produtos renováveis, são analisados dois casos para os quais se dispõe de dados técnico-econômicos.

Os produtos renováveis na atual conjuntura – São comentados dois casos de produtos dominantemente produzidos por rota fóssil, mas que há produção comercial no mundo por rota renovável, como o eteno e o ácido acético derivados do etanol. No primeiro caso, eteno a partir de etanol, utilizam-se informações do processo adiabático, como o atualmente em uso na Braskem, em Triunfo-RSS, e no segundo, o processo de oxidação do etanol ao ácido acético, em etapa única.

Eteno a partir de etanol

O processo de produção de eteno a partir da desidratação catalítica do etanol, por um catalisador de alumina, já foi empregado no país em época passadas. Esta rota ganhou uma melhoria significativa, quando da implantação do Projeto da Salgema, em Alagoas, pois uma nova concepção de processo foi desenvolvida pelo Centro de P&D da Petrobras, tornando-o adiabático, trazendo melhorias de rendimento, redução do investimento e aumento da campanha do catalisador (Baratelli Jr., 1981).

Considerando a conversão de etanol em eteno de 98% (Baratelli Jr., 1981), pode-se calcular o coeficiente técnico. Utilizando-se o preço do etanol apontado pela Cepea/Esalq da semana de 23 a 27/05/2016 (preço em plena safra do Centro-Sul) pode-se calcular o custo de matéria-prima por tonelada de eteno e estimar o custo de produção, como apresentado na Tabela 3.

Tabela – Custos de produção do eteno a partir do etanol

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Recentemente quando o preço de petróleo atingiu valores próximos a US$ 30/barril, a Platts (2016) apresentou num estudo a comparação teórica do custo de produção para uma unidade de Steam Cracking de 1 milhão de t/a de etileno para diferentes matérias-primas, indo do etano saudita à nafta da Europa Ocidental, variando este na faixa de US$ 200/t a US$ 400/t de eteno. Só para ter uma noção deste aumento de competitividade, devida à queda do preço do petróleo, o custo de produção para eteno a partir de nafta, na Europa Ocidental, era de aproximadamente US$ 1000/t, em 2013.

Regularmente os EUA exportam poliolefinas, principalmente polietilenos para a América do Sul (ICIS, 2015), portanto o preço no mercado americano é um balizador para a nossa competitividade. O preço de eteno de contrato no mercado de Houston-TX, em abril de 2016, era de US$ 672/t (ICIS, 2016). Este valor é menor que o custo da matéria-prima da rota do etanol. Isto demonstra a pouca competitividade da rota renovável que apresenta custo de produção acima de US$ 1000/t, implicando um preço prêmio muito elevado a ser cobrado dos clientes para o “polietileno verde”.

Oxidação do etanol ao ácido acético

Na dissertação de mestrado de Avancini (2016), recentemente defendida na UFRJ, foi feita uma comparação entre o processo convencional de produção de ácido acético, via rota petroquímica de carbonilação do metanol, principal processo de produção, e a rota alcoolquímica de oxidação do etanol ao ácido acético, em etapa única, para uma unidade produtiva de 300 mil t/a de ácido acético glacial. Foi adotado o processo com uma única etapa de reação, com vistas a melhorar a viabilidade do processo tradicional que normalmente é feito em duas etapas: desidrogenação oxidativa do etanol a acetaldeído e posterior oxidação deste ao ácido acético, que eleva o investimento de capital e os custos de produção.

A seguir são apresentados os custos de matérias-primas e a receita auferida pelo produto para os dois processos, nas Tabelas 4 e 5. Fica claro que o processo que utiliza bioetanol é totalmente inviável, considerando os preços atuais da matéria-prima e produto, pois a receita advinda da venda do produto não paga o custo da matéria-prima.

Tabela 4 – Custo de matérias-primas e receita do produto: carbonilação do metanol
Tabela 5: Custo de matérias-primas e receita do produto: oxidação do etanol

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Conclusões – A grande oferta de gás natural nos EUA, causada pela produção dos campos de shale gas, seguida da queda dos preços do petróleo trazem mudanças que impactam significativamente a indústria petroquímica e afetam o movimento que se iniciou, nos primeiros anos deste século, em busca de diversificação de matérias-primas e maior sustentabilidade dos processos produtivos. É bom lembrar que este novo cenário pode vir a repetir o passado, pois nos anos noventa, quando o preço do petróleo caiu substancialmente, tornou insustentáveis as fontes alternativas de energia e bioprodutos que haviam sido desenvolvidas posteriormente às crises do petróleo, e os renováveis caíram em esquecimento.

Os exemplos citados de produção de eteno e ácido acético por rotas renováveis mostram claramente o quanto estas opções perderam competitividade neste cenário de grande disponibilidade e baixo preço das matérias-primas fósseis.

Hoje existe maior consciência de que o modelo de desenvolvimento social-econômico, até então praticado, necessita ser alterado sob pena de inviabilizarmos as gerações futuras. Cabe então à sociedade se engajar em busca da viabilização de processos produtivos sustentáveis. A criação de mecanismos de incentivo e políticas públicas que privilegiem os produtos renováveis é mandatória, pois a sustentabilidade passa por três eixos que devem atuar harmonicamente: ambiental, social e econômico. O Brasil é um dos líderes mundiais na produção e consumo de biocombustíveis, devido às políticas públicas de apoio a este segmento. O futuro é dependente do que desejamos ser.

Referências:

Avancini, M.V.A.; Análise comparativa entre tecnologias de produção de ácido acético via petroquímica e alcoolquímica, Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos), UFRJ, Escola de Química, Rio de Janeiro, 2016.

Baratelli Jr, F.; Projeto Eteno de Álcool, Petro & Química, 45-54, maio de 1981.

CEPEA/ESALQ, Álcool Hidratado, SP média mensal, <http://cepea.esalq.usp.br/english/ ethanol/?id_page=243&full=1>. Acessado em: 23/06/2016.

FGV Energia; Boletim de Conjuntura do Setor Energético, 06, junho de 2016.

ICIS, Worldwide trade flow – Polyolefins (2013-2014), 2015.

ICIS News, US April ethylene contracts fully settle higher, Tracy Dang, 03 May 2016.

Index Mundi, Nymex – CME Group, Açúcar cotação do final do dia, <http://www.indexmundi. com/ commodities/?commodity=sugar&months=60>. Acessado em: 23/06/2016.

Química e Derivados,Narayan, R.; Renewable resources & renewable energy – A global challenge, 2nd ed, Cap.1, CRC Press, 2011.

PLATTS, Petrochemicals; The world is flat…at least for global ethylene producers while oil prices are low, <http://blogs.platts.com/2016/02/02/the-world-is-flat-ethylene-producers-oil-prices-low/, Feb 2, 2016. Acessado em: 06/05/2016.

Texto: Luiz Fernando Leite, Escola de Química da UFRJ

Luiz Fernando Leite é engenheiro químico, pós-graduado em Gestão Estratégica do Conhecimento e Inteligência Empresarial pela PUC-PR, e doutorado na área de Gestão de Tecnologia e Inovação pela UFRJ. Executou e gerenciou vários projetos na Petrobras, na qual foi gerente da Divisão de Catalisadores e coordenador do Programa de Tecnologias Estratégicas do Refino. Atualmente é professor do Departamento de Processos Orgânicos da Escola de Química da UFRJ.

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