Química antiga em novas cores
No final de setembro de 2020, a primeira amônia azul do mundo (1) foi enviada da Arábia Saudita para o Japão, que, segundo informações da imprensa, deveria ser usada em usinas de energia para produzir eletricidade sem emissões de dióxido de carbono. Para os não iniciados, isso pode parecer um pouco enigmático. Existe um novo combustível milagroso?
A Saudi Aramco, por trás do transporte, produziu combustível por conversão de hidrocarbonetos (ou seja, produtos derivados de petróleo) em hidrogênio e, em seguida, converter o produto em amônia, capturando o subproduto de dióxido de carbono. Assim, a amônia armazena hidrogênio, que também é conhecido como hidrogênio "azul", em oposição ao hidrogênio "verde", que vem de fontes renováveis em vez de combustíveis fósseis. Também pode ser queimado como combustível em usinas termelétricas, principalmente sem emissões de dióxido de carbono.
Por que é melhor armazenar transporta hidrogênio ligado em amônia do que apenas hidrogênio puro? “A amônia é mais fácil de liquefazer – condensa a menos 33 graus Celsius – e contém 1,7 vezes mais hidrogênio por metro cúbico do que o hidrogênio liquefeito”, de acordo com um estudo do banco de investimento HSBC que apoia a nova tecnologia.
Arábia SauditaA , maior exportadora de petróleo do mundo, está investindo em tecnologia para extrair hidrogênio de combustíveis fósseis e converter o produto em amônia. A empresa americana Air Products & Chemicals Inc. no verão assinou um acordo com a empresa saudita ACWA Power International e organizações responsáveis pela construção da futura cidade futurista de Neom (2), que o reino quer construir na costa do Mar Vermelho. Sob o acordo, uma usina de amônia de US$ XNUMX bilhões será construída usando hidrogênio alimentado por fontes de energia renovável.
2. Uma das visualizações da futurista cidade saudita de Neom.
O hidrogênio é conhecido por ser um combustível limpo que, quando queimado, não produz nada além de vapor de água. Muitas vezes é apresentado como uma grande fonte de energia verde. No entanto, a realidade é um pouco mais complicada. O balanço geral das emissões de hidrogênio é tão limpo quanto o combustível usado para produzi-lo. Levando em conta o balanço total de emissões, são emitidos tipos de gás como hidrogênio verde, hidrogênio azul e hidrogênio cinza. Hidrogênio verde é produzido utilizando apenas fontes de energia renováveis e isentas de carbono. O hidrogênio cinza, a forma mais comum de hidrogênio na economia, é produzido a partir de combustíveis fósseis, o que significa que as emissões de hidrogênio com baixo teor de carbono são amplamente compensadas pelo processo de fabricação. O hidrogênio azul é o nome dado ao hidrogênio derivado apenas do gás natural, que tem menor emissão de dióxido de carbono e é mais limpo que a maioria dos combustíveis fósseis.
A amônia é um composto químico que contém três moléculas de hidrogênio e uma molécula de nitrogênio. Nesse sentido, ele “armazena” hidrogênio e pode ser utilizado como matéria-prima para a produção de “hidrogênio sustentável”. A amônia em si, como o hidrogênio, não emite dióxido de carbono quando queimada em uma usina termelétrica. A cor azul no nome significa que é produzido com gás natural (e em alguns casos, carvão). É considerada uma forma mais ecológica de produção de energia também devido à capacidade de capturar e sequestrar dióxido de carbono (CCS) durante o processo de conversão. Pelo menos é o que garante a empresa Aramco, que a produz.
Do azul ao verde
Muitos especialistas acreditam que a técnica descrita acima é apenas uma etapa de transição, e o objetivo é obter uma produção eficiente de amônia verde. Claro, este não diferirá em composição química, assim como o azul não difere em composição química de qualquer outra amônia. A questão é simplesmente que o processo de produção da versão verde completamente livre de emissões e não terá nada a ver com combustíveis fósseis. Esta poderia ser, por exemplo, uma planta para a produção de hidrogênio renovável, que é então convertido em amônia para facilitar o armazenamento e o transporte.
Em dezembro de 2018, um relatório foi publicado pela British Energy Transition Commission, “uma coalizão de líderes empresariais, financeiros e da sociedade civil de todos os setores que produzem e usam energia”. Missão Impossível. Segundo os autores, a descarbonização completa da amônia até 2050 é técnica e economicamente viável, mas a amônia azul não terá importância em algumas décadas. Ele acabará por dominar amônia verde. Isso se deve ao alto custo de captura dos últimos 10-20% de CO, diz o relatório.2 no processo de produção. No entanto, outros comentaristas apontaram que essas previsões são baseadas no estado da arte. Enquanto isso, a pesquisa sobre novos métodos para a síntese de amônia continua.
Por exemplo Matteo Masanti, um engenheiro da Casale SA (membro da Ammonia Energy Association), apresentou um processo recém-patenteado para "converter gás natural em amônia para reduzir as emissões de COXNUMX".2 à atmosfera em até 80% em relação às melhores tecnologias disponíveis”. Simplificando, ele propõe substituir a unidade CDR (remoção de dióxido de carbono) usada para capturar dióxido de carbono dos gases de exaustão após a combustão por uma "estratégia de descarbonetação pré-queima".
Existem muitas outras ideias novas. A empresa americana Monolith Materials propõe “um novo processo elétrico para converter gás natural em carbono na forma de fuligem e hidrogênio com alta eficiência”. O carvão não é um desperdício aqui, mas uma substância que pode assumir a forma de uma mercadoria comercialmente valiosa. A empresa quer armazenar hidrogênio não apenas na forma de amônia, mas também, por exemplo, em metanol. Há também eSMR, um método desenvolvido por Haldor Topsoe da Dinamarca baseado em uso de eletricidade gerada a partir de fontes renováveis como fonte adicional de calor de processo na fase de reforma a vapor do metano na produção de hidrogênio em uma planta de amônia. Previsão de emissões reduzidas de CO2 para a produção de amônia cerca de 30%.
Como você sabe, nossa Orlen também está envolvida na produção de hidrogênio. Ele falou sobre a produção de amônia verde como armazenamento de energia no Congresso Químico Polonês em setembro de 2020, ou seja, alguns dias antes da partida do referido transporte para o Japão, Jacek Mendelewski, membro do conselho da Anwil do grupo PKN Orlen. Na verdade, provavelmente foi amônia azulde acordo com a classificação acima. Não fica claro a partir desta declaração que este produto já seja fabricado pela Anwil, mas pode-se supor que existem planos na Polônia para produzir pelo menos amônia azul.
