Estudo revela potencial de descarbonização na indústria química

Pesquisadores da Coppe/UFRJ desenvolveram um estudo sobre o potencial de redução de emissões de gases de efeito estufa na indústria química.  O estudo aponta que a adoção de matérias-primas alternativas ao carbono poderia diminuir as emissões anuais de CO₂ do setor em até 1 gigatonelada (um bilhão de toneladas) até 2050. Estima-se que cerca de 13% da produção global de combustíveis fósseis seja utilizada para finalidades não energéticas, especialmente como matérias-primas na fabricação de produtos químicos primários.

Embora a descarbonização do setor químico seja considerada um desafio, o estudo, publicado pela Nature Communications sugere que ele pode contribuir de maneira significativa para uma redução profunda de emissões, tanto a nível setorial quanto sistêmico. Para essa transição, seria necessária uma ampliação considerável no uso de biomassa e inovações nas tecnologias de captura de carbono.

A pesquisadora Marianne Zanon-Zotin, do Programa de Planejamento Energético, enfatiza que a principal contribuição do estudo “é fazer essa conexão– que é pouco explorada – entre a demanda do setor químico (por amônia, plásticos e outros insumos) e a oferta do setor de óleo e gás. Isso foi possível por termos uma ferramenta de Modelagem de Avaliação Integrada (IAM), que permite olhar setores industriais, suas interrelações e a competição entre eles por recursos dentro da ótica de mitigação das mudanças climáticas”.

Marianne também explica que os modelos de avaliação integrada possibilitam identificar situações em que o uso da biomassa seria economicamente viável, além de compreender os trade-offs na coprodução de energia e materiais nas refinarias.

O estudo destaca que, com a diminuição da demanda por combustíveis fósseis nos sistemas energéticos, as indústrias de materiais também serão impactadas. As plantas de combustíveis fósseis coproduzem simultaneamente combustíveis e matérias-primas para a produção de materiais. Por exemplo, a nafta, essencial para a fabricação de produtos químicos de alto valor, é coproduzida a baixo custo junto a diesel, gasolina e combustíveis para aviação.

Os pesquisadores preveem que a demanda por materiais, como polímeros sintéticos, produtos químicos e fertilizantes, continuará a crescer, apesar da redução na procura por combustíveis fósseis devido a políticas climáticas. Os pesquisadores mostram que, caso a demanda por materiais, como polímeros sintéticos, produtos químicos e fertilizantes, continue a crescer, ela poderá comprometer as metas de eliminação progressiva de combustíveis fósseis. Eles avaliam esse problema com foco nas implicações da coprodução de energia e matérias-primas petroquímicas nas refinarias, antes inexploradas na literatura de IAMs.

Os autores do estudo defendem estratégias da economia circular, como reduzir, reutilizar e reciclar/recuperar produtos químicos para minimizar o investimento necessário em novas tecnologias. A diminuição da demanda por materiais é especialmente relevante para a indústria química, dada sua dependência de combustíveis fósseis. Mas, segundo Marianne, “”existe um grande potencial a ser explorado na substituição de matérias-primas no setor químico, um setor de difícil descarbonização a exemplo das indústrias cimentícia e siderúrgica. Por serem coproduzidas com combustíveis em refinarias de petróleo, substituí-las leva à mitigação de GEE direta no setor químico e indiretamente pela redução do fator de utilização do refino global”.

O estudo foi realizado por pesquisadores do Cenergia, um laboratório do Programa de Planejamento Energético, e o artigo foi escrito por Marianne Zanon-Zotin, Luiz Bernardo Baptista, Rebecca Draeger e os professores Alexandre Szklo, Pedro Rochedo e Roberto Schaeffer, todos do PPE e publicado pela revista Nature Communications.  A pesquisa utilizou o Computable Framework For Energy and the Environment (Coffee), um modelo de avaliação integrada global desenvolvido no laboratório e pioneiro no hemisfério Sul.