Descarbonização nas indústrias de processos

A mudança climática, impulsionada pelas emissões de gases de efeito estufa, representa um desafio global urgente, exigindo ações imediatas e decisivas de descarbonização em todos os setores empresariais. Esses esforços são imperativos para reduzir as emissões de dióxido de carbono na atmosfera, e embora algumas indústrias sejam inerentemente mais intensivas em carbono do que outras, cada indústria de processos possui potencial para mitigações significativas.

Essas oportunidades e métodos incluem a redução de emissões, captura de carbono, otimização da eficiência dos processos, e a substituição de fontes de combustível e métodos de produção alternativos. Coletivamente, esses esforços são chamados de descarbonização, ou seja, a redução do impacto ambiental das emissões de dióxido de carbono na atmosfera. Este artigo aborda as complexidades da descarbonização das indústrias de processos, explorando estratégias práticas e o papel crucial da colaboração e da tecnologia na construção de um futuro com zero líquido.

Várias indústrias enfrentam desafios únicos em sua busca pela descarbonização devido à intensidade de carbono inerente aos seus processos principais. Esses desafios incluem:

• Químicas e refino de petróleo: O processo de refino, especialmente a produção de hidrogênio por reforma a vapor de metano (SMR) do gás natural, é uma das principais fontes de emissões de dióxido de carbono. Esse hidrogênio é crucial para diversos processos, incluindo o hidrotratamento, que remove enxofre e outras impurezas dos produtos refinados. Esse mesmo processo também é utilizado para a fabricação de amônia, empregada na produção de fertilizantes, além de outros processos de fabricação importantes.
• Fabricação de cimento e cal: A produção de cimento e cal envolve a calcinagem, um processo de alta temperatura que libera dióxido de carbono como subproduto. O uso predominante de combustíveis fósseis, como carvão e coque de petróleo, nesses processos agrava ainda mais sua pegada de carbono.
• Fabricação de ferro e aço: A transformação do minério de ferro em ferro e aço, que depende fortemente de altos-fornos e fornos de oxigênio básico, libera grandes quantidades de dióxido de carbono. Isso é ainda mais agravado pela natureza intensiva em energia dos processos subsequentes, como a fundição contínua, laminação a quente e outras operações de conformação.
• Alimentos e bebidas: Desde a agricultura e a obtenção de ingredientes até o processamento, embalagem e distribuição, o setor de alimentos e bebidas depende fortemente de combustíveis fósseis em várias etapas, contribuindo para sua pegada de carbono geral.

Essas indústrias, embora fundamentais para a sociedade moderna, representam uma parte significativa das emissões globais de gases de efeito estufa. Somente nos Estados Unidos, elas representam mais de 75% das emissões totais de dióxido de carbono da indústria.

Abordar essas emissões não é apenas uma questão ambiental urgente, mas também crucial para cumprir os compromissos corporativos de ambiental, social e governança (ESG), além de garantir a sustentabilidade econômica a longo prazo.

Adicionando uma camada adicional de complexidade, muitos desses processos intensivos em carbono também são altamente intensivos em energia. Isso cria um duplo desafio: reduzir as emissões dos próprios processos, enquanto se descarbonizam as fontes de energia usadas para alimentá-los.

As refinarias, por exemplo, exigem enormes quantidades de energia para processos como hidrotratamento, destilação atmosférica e craqueamento catalítico. A dependência de combustíveis fósseis para essas necessidades energéticas amplifica ainda mais o impacto ambiental geral dos processos.

A produção de cimento e cal depende fortemente de fornos rotativos para um processo chamado calcinagem, no qual a pedra calcária e outros minerais são aquecidos a altas temperaturas. Isso libera grandes quantidades de dióxido de carbono, e a idade da planta desempenha um papel significativo na eficiência. Instalações mais antigas frequentemente não possuem sistemas de pré-aquecimento avançados, resultando em menor recuperação de calor e, consequentemente, em uma eficiência energética e de processo reduzida.

Os processos de produção de ferro, aço e outros metais também exigem grandes quantidades de energia para aquecer, derreter e moldar, frequentemente dependendo de combustíveis fósseis como gás natural e carvão. Para enfrentar efetivamente esses desafios interligados, as indústrias de processos devem adotar uma estratégia abrangente de descarbonização, baseada em quatro pilares, cada um destacando pontos focais para alcançar operações com zero líquido.

A jornada rumo à descarbonização das indústrias de processos complexas é melhor percorrida com uma abordagem faseada, focando em alcançar melhorias incrementais, porém impactantes, ao longo do tempo. Isso permite:

• Aprendizado contínuo e otimização, onde cada fase fornece dados e insights valiosos que podem ser usados para aprimorar as estratégias subsequentes. Isso garante a melhoria contínua e a otimização dos esforços de descarbonização.
• Investimentos gerenciáveis e mitigação de riscos, que permitem uma alocação estratégica de recursos e minimizam os riscos financeiros associados a tecnologias em larga escala e não testadas.
• Construir impulso e demonstrar progresso. O sucesso nas fases iniciais fortalece a confiança interna e externa, atraindo mais investimentos e acelerando a transição para um futuro com zero líquido.

Por exemplo, muitas empresas que estão dando passos em direção à descarbonização estão atualmente utilizando alternativas de baixo carbono aos combustíveis fósseis convencionais, como o gás natural, conhecidos como combustíveis de transição. O gás natural emite aproximadamente metade do dióxido de carbono do carvão durante a combustão, e pode ser facilmente transportado como gás natural liquefeito (GNL) para regiões sem recursos nativos de gás natural, servindo como uma ponte para fontes de energia totalmente descarbonizadas.

A descarbonização das indústrias de processos não é uma tarefa solitária, mas sim um esforço coletivo que exige colaboração e compartilhamento de conhecimento entre indústrias, cadeias de valor e fornecedores de tecnologia. A colaboração aberta em torno de estratégias bem-sucedidas, desafios enfrentados e lições aprendidas pode acelerar o progresso e inspirar inovações em todo o setor.

Além disso, envolver fornecedores e clientes para promover práticas sustentáveis e reduzir as emissões ao longo de toda a cadeia de valor é crucial para alcançar uma descarbonização abrangente. Os participantes da indústria também devem aproveitar a expertise e as soluções inovadoras de empresas de tecnologia especializadas em automação, instrumentação, análise de dados, energia renovável e otimização de processos para acelerar a implementação estratégica da descarbonização.

Empresas como a Endress+Hauser desempenham um papel vital nessa transição, fornecendo tecnologias de instrumentação modernas, soluções de conectividade para plantas, insights baseados em dados e um profundo conhecimento dos processos industriais para ajudar as empresas a otimizar operações, reduzir seu impacto ambiental e alcançar metas ambiciosas de sustentabilidade.

Descarbonizar a economia global, especialmente as indústrias de processos, é uma tarefa monumental, mas é um objetivo alcançável, e trará impactos positivos significativos e duradouros. Embora alcançar uma descarbonização completa e imediata seja irrealista para certos processos, o compromisso com a melhoria contínua, a adoção da inovação e o fomento à colaboração abrirão caminho para um futuro mais limpo e sustentável.

O caminho para o zero líquido depende de uma abordagem multifacetada: minimizar os resíduos do processo, adotar combustíveis limpos, fazer a transição para fontes de energia renováveis e adotar práticas de economia circular para reduzir a geração de resíduos. Ao adotar esses quatro pilares — e ao aproveitar o poder da tecnologia, da ação coletiva e do aprendizado contínuo — as indústrias de processos podem liderar a jornada da descarbonização rumo aos objetivos de zero líquido, garantindo um ambiente mais sustentável para as gerações futuras.