Uma base para a descarbonização industrial

A mudança climática, impulsionada pelas emissões globais de gases de efeito estufa (GEE), exige uma ação urgente para reduzir as emissões de carbono. As indústrias de processos são grandes contribuintes, e, em todos os setores, os esforços de descarbonização têm um grande potencial para reduzir as emissões, alcançando metas de zero líquido até 2050. Se as indústrias com alto carbono, em conjunto, conseguirem reduzir suas emissões pela metade — uma meta alcançável nas próximas décadas — isso reduzirá as emissões globais em quase 15%. 

Construir a base para a descarbonização industrial exigirá liderança global e coordenação em todos os setores industriais, além de investimentos massivos e direcionados em tecnologias inovadoras, limpas e emergentes, como o hidrogenio e outros combustíveis alternativos.

O setor de energia como um todo — incluindo eletricidade, aquecimento e transporte — é responsável por cerca de três quartos das emissões globais de GEE. O uso de energia na indústria é responsável por aproximadamente um terço do total, com a fabricação de ferro e aço, o processamento químico e petroquímico, a fabricação de produtos farmacêuticos, a produção de petróleo e gás e a fabricação de cimento representando porções significativas dessas emissões. 

As indústrias de alimentos e bebidas, metais não ferrosos — como alumínio — celulose e papel, usinagem, mineração, extração de pedras, construção, têxteis, produtos de madeira e fabricação de automóveis também são contribuintes notáveis para as emissões industriais. 

O transporte, que desempenha um papel fundamental em todos os mercados industriais, também é responsável por emissões significativas de GEE. Isso se deve em parte à geração de eletricidade para veículos elétricos (emissões indiretas), além de todas as emissões diretas provenientes da queima de combustíveis fósseis para alimentar as atividades de transporte. 

O transporte rodoviário representa uma parte significativa das emissões globais provenientes da queima de gasolina e diesel. Estima-se que 60% das emissões do transporte rodoviário provenham de viagens de passageiros, enquanto os 40% restantes vêm do transporte de carga rodoviário. 

O transporte aéreo, marítimo e ferroviário é responsável pelo restante das emissões relacionadas ao transporte. Por fim, pipelines mal construídas ou mal mantidas, com vazamentos, podem gerar emissões fugitivas diretas, principalmente de metano, um gás de efeito estufa muito potente. 

Em geral, os serviços públicos representam a maior porcentagem das emissões de GEE, queimando carvão, petróleo e gás natural em usinas de energia convencionais. Portanto, a transição para tecnologias de geração de energia mais limpas é um caminho essencial para a redução de carbono. 

A meta global da indústria para a descarbonização é geralmente aceita como "zero líquido até 2050". Como mostrado no gráfico, houve progresso na redução das emissões industriais. No entanto, nem todas as iniciativas são compromissos com o zero líquido. 

Existem vários caminhos reconhecidos para reduzir as emissões de carbono das plantas industriais, e cada um deles será discutido nas seções a seguir. 

Liderança global e coordenação comercial

Grupos de liderança global elaboraram caminhos para reduzir os GEE, especialmente desenvolvendo a Iniciativa de Metas Baseadas na Ciência (SBTi), que estabelece metas de impacto climático para as empresas. A SBTi é uma iniciativa global fundada pelo Carbon Disclosure Project, Pacto Global da ONU, World Resources Institute e o World Wildlife Fund. As metas baseadas na ciência fornecem objetivos de medição imparciais que empresas e países podem usar para determinar os níveis atuais de GEE, juntamente com as reduções necessárias para continuar no programa até atingir o zero líquido. A Endress+Hauser é membro da SBTi desde 2023. 

Investimentos em tecnologia limpa inovadora e eficiência energética

Para atingir metas ambiciosas como o zero líquido até 2050, as empresas devem planejar iniciativas de descarbonização imediatamente e acelerá-las quando a tecnologia se tornar viável para produzir resultados significativos. Para alcançar essas metas, governos e empresas privadas estão investindo em tecnologias limpas, como hidrogênio verde, solar, eólica, hidrelétrica, maré e energia nuclear.

Como algumas dessas tecnologias são mais instáveis do que outras no momento, é necessário tomar cuidado para preencher as lacunas temporárias. Todas essas tecnologias são neutras em carbono, o que significa que não produzem emissões atmosféricas prejudiciais. Além disso, as indústrias devem trabalhar para reduzir desperdícios e falhas em seus processos — como vazamentos — que geram emissões desnecessárias.

Tecnologias e práticas atuais e emergentes para a descarbonização por meio do hidrogênio

O hidrogênio verde é completamente sustentável e não emite GEE durante seu uso ou produção. Ele é facilmente armazenável e muito versátil, podendo ser combinado com outros produtos, como gás sintético e eletricidade. 

No entanto, apesar de seus benefícios climáticos, o hidrogênio também possui desvantagens. Para começar, é caro produzir e utilizar hidrogênio em comparação com outras fontes de energia verde. Além disso, há preocupações em relação à sua escalabilidade e ao seu papel na cadeia logística. 

O hidrogênio mostra potencial, e tanto operadores de transporte terrestre quanto marítimo estão investindo em pesquisa e desenvolvimento. As instalações de geração de energia estão explorando práticas para aumentar — ou até substituir completamente — as operações com gás natural por hidrogênio. O hidrogênio também pode ser misturado com gás natural nas redes de pipelines existentes para reduzir as emissões. 

Recuperação de calor e acoplamento setorial 

A descarbonização eficiente requer uma variedade de tecnologias de energia renovável para a geração de eletricidade. Isso é especialmente verdadeiro para tecnologias de aquecimento, resfriamento e recuperação de calor, além do acoplamento tradicional em usinas de cogeração e em sistemas de aquecimento urbano (distrital). O setor de aquecimento e resfriamento está 10% atrás do setor de eletricidade em termos de esforços de descarbonização. 

Descarbonizar o setor de aquecimento é especialmente importante em áreas de alta população, como Europa, América do Norte, Índia e China, porque representa entre um quarto e metade do consumo final de energia nesses mercados e uma grande parte das emissões de carbono no restante do mundo. 

Os setores de aquecimento e resfriamento devem contribuir para a redução das emissões de GEE aumentando o uso de fontes de energia renováveis. Os esforços de acoplamento setorial — que visam integrar as operações de eletricidade, aquecimento e transporte em um sistema mais centralizado e interdependente para otimizar a eficiência energética — também contribuem para esse objetivo. 

Aproveitar tanto a eletrificação direta quanto a indireta pode aumentar a agilidade na utilização de energia desses setores, além da capacidade de reduzir e reutilizar energia em sistemas de armazenamento de energia. 

Um plano para a descarbonização industrial a fim de alcançar zero líquido de carbono 

A redução das emissões de carbono em toda a indústria não pode ser realizada de forma isolada, pois requer a contribuição de vários setores de mercado, incluindo partes interessadas públicas e privadas. 

Como a redução de carbono implica um custo financeiro para as empresas individuais, o sucesso nesta área depende de regulamentações e incentivos. Algumas mudanças podem ser autofinanciadas, como modificar processos para consumir menos energia e matérias-primas, enquanto produzem o mesmo produto. No entanto, muitos esforços de redução de carbono não são financeiramente viáveis, mesmo a longo prazo. É nesse ponto que os créditos externos são necessários para impulsionar o progresso. 

A pressão política e social em torno dessa atividade tem aumentado nas últimas duas décadas e está começando a mostrar resultados. No entanto, com a taxa atual de progresso fragmentado, a indústria não está no caminho para atingir as metas de zero líquido até 2050, portanto, pode ser necessário introduzir incentivos em uma escala global para possibilitar uma maior circularidade. 

Além disso, cada setor industrial deve ter acesso a uma ampla variedade de fontes de energia de baixo carbono — incluindo hidrogênio verde, hidrelétricas, solar, eólica, energia das marés (ainda em desenvolvimento) e energia nuclear — para fornecer a energia necessária sem aumentar as emissões de GEE. Além de fontes de energia ecológicas, as tecnologias de captura e armazenamento de carbono ajudarão os esforços de redução de emissões das organizações.

Cada planta e setor também deve reduzir desperdícios, enquanto melhora a qualidade do produto e o desempenho operacional. A circularidade por meio da reciclagem garante que os recursos sejam preservados e os desperdícios minimizados. 

Por fim, a implementação de tecnologias de digitalização da Indústria 4.0/5.0, com análise de dados impulsionada por instrumentação, permitirá o uso de conceitos avançados de controle de processos nas operações de produção e em toda a cadeia de valor. Esses tipos de iniciativas aumentarão a produtividade, melhorarão o controle de produção e reduzirão a geração de desperdícios.

Descarbonizar a indústria global, os serviços públicos e o transporte é uma tarefa desafiadora, exigindo ação de partes interessadas públicas e privadas em todo o mundo. A tarefa é viável, mas será necessário um esforço coletivo para atingir as metas de zero líquido até 2050.