Descarbonização da indústria

Publicado por Bruno Santos Pimentel em qui, 05/12/2019 - 16:23
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Entenda os principais desafios e oportunidades na (necessária) transição energética do setor industrial.

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O mundo vive uma intensa dualidade no que diz respeito ao balanço entre crescimento econômico e impacto ambiental. De um lado, a necessidade de desenvolvimento, redução da desigualdade e aumento da qualidade de vida; de outro, a inevitabilidade do impacto que toda atividade econômica tem sobre o meio ambiente, em especial na forma de emissões de carbono na atmosfera.

Existem incontáveis trabalhos científicos que apontam correlações significativas entre a concentração de CO2 na atmosfera e o aquecimento global. Embora ainda pareça haver disputas quanto à real influência da ação humana sobre as mudanças climáticas, é certo que os efeitos das emissões de carbono e de gases de efeito estufa criam riscos significativos não só para os ecossistemas e para a saúde, mas também para o desempenho e a própria continuidade dos negócios.

Em um mundo em que a demanda por energia é cada vez maior, governos e empresas têm papel fundamental no desenvolvimento de políticas, estratégias e tecnologias que promovam a redução das emissões de carbono. A descarbonização da indústria, setor responsável por quase um terço das emissões globais de gases de efeito estufa, tem finalmente recebido a atenção e a prioridade que o assunto merece.

E não é para menos.

Investidores estão cada vez mais atentos ao desempenho ambiental e social de grandes organizações. Um exemplo recente foi a decisão do European Investment Bank de não mais financiar projetos de óleo, gás e carvão. A medida será implementada até o final de 2021 e deve eliminar mais de € 2 milhões em investimentos anuais. No novo modelo, somente serão aprovados projetos que comprovem ser capazes de emitir menos de 250 gramas de carbono para cada 1 kWh de energia produzidai.

Mas como descarbonizar a indústria?

Eficiência

A primeira parte da resposta passa, necessariamente, pela eficiência dos processos industriais.

Entre 2015 e 2018, o aumento da eficiência técnica contribuiu para reduzir 3,5 bilhões de toneladas de carbono no mundo – o equivalente ao total emitido pelo Japão naquele período. Para a indústria global, investir em eficiência energética é uma medida de baixo custo relativo que pode reduzir entre 15% a 20% das emissões de carbonoii.

Ações de eficientização podem incluir desde melhorias em procedimentos operacionais, até otimização de malhas de controle e pequenos investimentos em modernização de ativos industriais. A tecnologia disponível atualmente, tanto em modelos de gestão como em software e hardware, é mais que suficiente para se alcançar ganhos expressivos com investimentos relativamente pequenos.

No entanto, o ano de 2018 mostrou a pior taxa de aumento da eficiência energética industrial desde 2010, registrando apenas 1,2% de melhora na intensidade de energia primária. Isso se deveu à maior demanda por carvão em países como China e Estados Unidos, aos invernos e verões mais rigorosos, e à falta de políticas e incentivos mais efetivos. A oportunidade perdida – medida pela diferença entre o potencial de eficientização e o efetivamente alcançado no período – equivale a um PIB de mais de USD 2 trilhõesiii.

Tecnologia

A segunda parte da resposta passa pelo investimento em novas tecnologias ou em tecnologias alternativas àquelas tradicionalmente utilizadas pela indústria. E são vários os exemplos.

  • Uma nova tecnologiaiv desenvolvida no Brasil para produção de ferro gusa tem o potencial de substituir por biomassa boa parte dos combustíveis fósseis empregados atualmente, reduzindo em 50% as emissões de carbono e o consumo de água, e oferecendo menores custos que os altos-fornos tradicionais.
  • A adoção massiva de sistemas para captura, utilização e armazenamento de carbono (CCUS), tecnologia existente há vários anos, é essencial para evitar a emissão de mais de 9 bilhões de toneladas de carbono por ano até 2060, conforme estabelecido pelo Acordo de Paris. Apesar do alto custo de investimento, políticas e incentivos governamentais poderiam favorecer imensamente a expansão de projetos de CCUS em indústrias intensivas em energia. O desenvolvimento teria o potencial de criar, na próxima década, um mercado avaliado em mais de USD 90 bilhõesv.
  • O uso de biomassa como fonte de energia primária também não é novidade, mas pode trazer ganhos significativos, especialmente em determinados segmentos industriais. O baixo custo, a possibilidade de reaproveitamento de resíduos e sua natureza renovável a tornam uma alternativa interessante aos combustíveis fósseis, em especial pelo balanço nulo de emissões de carbono. Tecnologias para a produção e aproveitamento de biomassa de diversas fontes têm se tornado cada vez mais eficientes e atrativasvi.
  • Dependendo da intensidade da queda nos preços da energia elétrica produzida a partir de fontes renováveis tradicionais, sua utilização na produção de calor (em substituição à queima de combustíveis fósseis utilizados atualmente em reatores e fornos industriais) ou mesmo de hidrogênio (como insumo ou combustível alternativo) se tornariam cada vez mais viáveis.

É importante, no entanto, considerar que a descarbonização demandará a adoção de tecnologias que poderão aumentar a demanda por eletricidade de carbono-zero em até 55 hexajoules por ano, algo que poderia custar até USD 21 trilhões até 2050 em investimentos.

Novas regulações e incentivos são imprescindíveis para viabilizar esse cenário, mas o setor industrial precisa ter uma clara visão da transformação que será necessária para se alcançar o objetivo. Diagnósticos, análises das oportunidades disponíveis e investimentos em eficiência energética, novas tecnologias e modelos de negócio, em especial realizados de forma não-competitiva ao longo de sua cadeia de valor, serão a norma.

Modelos de Negócio

A terceira parte da resposta passa pela introdução e adoção de novos modelos de negócio, algo que vem ocorrendo de forma cada vez mais intensa nos últimos anos. Vejamos alguns exemplos.

As compensações de carbonovii (carbon offsets) são certificados que podem ser adquiridos por organizações (e até mesmo por pessoas físicasviii) na forma de investimentos em projetos ambientais, comumente realizados em localidades distantes das fontes emissoras, como usinas de geração solar, operações de desenvolvimento e preservação florestal, usinas de biogás em aterros sanitários, dentre vários outros.

Esses projetos são criados voluntariamente por organizações interessadas e fazem parte do chamado Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), criado pelo Protocolo de Kyoto para incentivar, outorgar e controlar iniciativas de redução da geração e emissão de gases de efeito estufa. No entanto, é importante ter em mente que as compensações não reduzem diretamente as emissões de carbono de uma operação industrial, apesar de serem importantes ações complementares para a transição energética.

Para reduzir sua pegada de carbono, empresas do setor industrial podem ainda ser valer de contratos bilaterais renováveis com geradores que operam fundamentalmente com fontes limpas. O mercado de geração distribuídaix, por exemplo, possibilita a compra de energia de geradores independentes como usinas solares ou eólicas, com redução nos custos e nas emissões de carbono. Certificados de energia renovávelx (REC) podem ser adquiridos pelas empresas que desejarem comprovar que uma dada parcela da energia consumida vem de fontes de carbono neutro.

Digitalização, descentralização e descarbonização

O ano de 2018 foi o sétimo ano consecutivo em que a adição de capacidade de geração de energia por fontes renováveis superou a de fontes convencionaisxi. A digitalização pode, naturalmente, acelerar e potencializar os ganhos em eficiência energética e em redução das emissões de carbono na indústriaxii.

Sensores e medidores inteligentes são capazes de coletar dados de consumo energético e informações sobre o contexto operacional (e.g. produção, variáveis de processo e de ambiente). Esse enorme volume de dados alimenta algoritmos de inteligência artificial que analisam e recomendam ações que, de forma descentralizada, otimizam a eficiência energética e ambiental de equipamentos e processos industriais. Oferta e demanda de cada insumo energético podem então ser controladas dinamicamente, capturando ganhos em eficiência no sistema como um todo.

Os dados coletados no chão de fábrica também alimentam modelos de previsão que, a partir da avaliação de cenários e condições de produção, estimam, com precisão, o volume de cada insumo energético demandado pela operação. Ferramentas de simulação possibilitam avaliar diferentes opções de aquisição e execução de contratos de compra e venda de energia, buscando reduzir seu custo unitário e, ao mesmo tempo, priorizar fontes com menores níveis de emissões. Planos robustos podem então construídos, reduzindo a exposição ao risco operacional e financeiro e favorecendo o controle de custos.

Além disso, a digitalização possibilita medir e verificar, com maior acurácia, os retornos dos esforços de transformação necessários, fortalecendo um ciclo virtuoso de investimento, eficiência, redução das emissões de carbono, captura de valor e reinvestimento.

Gerente de Produto, Viridis

Gerente de Produto da Viridis, com mais de 20 anos de liderança em programas de inovação e tecnologia em organizações industriais de grande porte. Doutor e mestre em Ciência da Computação pela UFMG, Bacharel em Engenharia Mecânica, Innovation & Sustainability Fellow at Sloan School of Management, MIT. Larga experiência na gestão de projetos e equipes de inovação aberta com indústria, academia e startups, aplicando tecnologias digitais e analytics a desafios em produtividade, estratégia e desenvolvimento sustentável.

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