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Oct 16, 2023

Descarbonizando a indústria química alemã

A química é uma das maiores indústrias do mundo, com receita anual de

A química é um dos maioresindústrias em todo o mundo, com receita anual de aproximadamente US$ 4,7 trilhões.1 "Indústria química em todo o mundo - estatísticas e fatos", Statista, 9 de fevereiro de 2023. Além disso, os produtos que ela cria estão profundamente enraizados nas maiores cadeias de valor do mundo, como manufatura e construção.

Em 2021, as emissões globais da indústria química totalizaram aproximadamente 925 milhões de toneladas métricas (MT) de CO2. Enquanto isso, a indústria está sujeita a mudanças fundamentais, incluindo o aumento da demanda do consumidor por produtos com baixo teor de carbono e maior conscientização do consumidor sobre a reciclagem e o uso de materiais reciclados; maior demanda por produção eficiente de recursos; e maior pressão regulatória para requisitos de materiais mais rígidos.

Como uma das indústrias com maior consumo de energia na Europa, os produtos químicos podem desempenhar um papel especial na reestruturação do sistema energético e na redução das emissões de CO2. Com isso em mente, estudamos mais de 20 projetos de descarbonização na indústria química em vários países, incluindo Bélgica, Finlândia, França, Alemanha, Itália, Holanda, Noruega, Espanha e Suécia. Nossas descobertas mostram que os jogadores podem reduzir as emissões buscando a geração de vapor, utilizando o calor residual, alterando a aquisição de eletricidade e melhorando a eficiência energética.

Escolhemos focar nossa análise e exemplos ilustrativos na indústria química na Alemanha, dada a magnitude e disponibilidade de dados. Isso não nega, no entanto, a aplicabilidade geral das alavancas de descarbonização para outros países.

Em 2021, a indústria na Alemanha foi responsável por 181 MT de CO2 de um total de 762 MT; na indústria, os produtos químicos representaram 40 MT de CO2 (Quadro 1). As metas atuais de descarbonização visam reduzir as emissões gerais de CO2 do país em aproximadamente 45% até 2030, com metas de redução para a indústria de 35% ou 63 MT de CO2.3 "Emissões de gases de efeito estufa na Alemanha", Agência Ambiental Alemã (Umweltbundesamt), 15 de março , 2022.

Presumindo que as emissões continuem nos níveis atuais, nossas projeções mostram que a indústria química emitirá mais CO2 na Alemanha até 2030. No entanto, ao contrário de outras indústrias intensivas em emissões, como energia ou transporte (nas quais quase todas as emissões são geradas pela combustão de combustíveis fósseis), as emissões na indústria química são consideradas mais difíceis de reduzir. Os combustíveis fósseis usados ​​como matéria-prima e gás de processo para processos químicos requerem inovação tecnológica, como o uso de materiais reciclados, carbono capturado e agentes redutores alternativos. A combustão de combustíveis fósseis para geração de vapor, eletricidade e calor pode ser eletrificada, mas algumas reações requerem temperaturas que ainda não podem ser alcançadas com eficiência com dispositivos elétricos. Assim, a descarbonização para produtos químicos precisará contar com soluções específicas para esses desafios.

Para entender melhor a jornada de descarbonização dos players químicos, analisamos em vários países os planos de clusters industriais, também conhecidos como "parques químicos", para reduzir substancialmente as emissões. (As faixas de metas de redução de emissões por alavanca para diferentes parques químicos são ilustradas no Anexo 2.) Um parque químico é um conglomerado de fábricas de produção química – pertencentes a uma única empresa ou a várias empresas – que compartilham infraestrutura, como fornecimento de serviços públicos e serviços do site.

Com base nessa análise, quatro alavancas de descarbonização normalmente têm o maior efeito: geração de vapor, integração de calor, aquisição de eletricidade e eficiência energética.

Embora a geração de vapor seja a maior alavanca para a descarbonização, ela envolve a eliminação gradual do carvão onde ainda é usado e o aumento das capacidades de geração de vapor sem carbono. Neste ponto, existem sete tecnologias de fonte de calor sem carbono – biomassa, solar térmica, hidrogênio, biogás, armazenamento térmico, bombas de calor e caldeiras elétricas – cada uma com níveis variados de disponibilidade comercial (Quadro 3).