A descarbonização pela eletrificação dos processos industriais

Por Luís Gil, Membro Conselheiro e Especialista em Energia da Ordem dos Engenheiros

Alguns processos industriais, nomeadamente os que necessitam de calor de média/alta temperatura, que se baseiam na produção desse calor através da combustão de hidrocarbonetos, designadamente gás natural (embora o carvão, a biomassa e outros também tenham relevância), enfrentam dificuldades nessa dependência e grandes desafios a nível da tão necessária descarbonização. No entanto, existem algumas possibilidades de eletrificação direta (eletricidade verde) para calor de processo industrial, que poderão contribuir para essa descarbonização.

A rápida inovação tecnológica colocou à disposição uma série de tecnologias de eletrificação, umas já viáveis atualmente e que conseguem satisfazer algumas das necessidades industriais. Um estudo recente a nível europeu refere mesmo que se prevê que em 2035 a eletrificação direta venha a substituir a grande maioria dos combustíveis fósseis neste domínio do calor de processo para a produção de bens industriais. Estas tecnologias foram até à data subestimadas comparativamente à utilização do hidrogénio e da captura de dióxido de carbono, ou de outras possibilidades tecnológicas.

O estudo referido apresenta várias conclusões que em seguida se explicitam.

Três quartos das emissões industriais de dióxido de carbono resultam da queima de combustíveis fósseis para a produção de calor de processo necessário para a produção de bens, constituindo a principal fonte de energia industrial. As tecnologias de eletrificação direta que se esperam venham a estar disponíveis na próxima década poderão constituir até 90% da procura energética ainda não eletrificada industrial.

Algumas dessas tecnologias existentes são bombas de calor e caldeiras elétricas que podem gerar temperaturas até 200ºC e 500ºC. Fornos de arco elétrico já são usados na indústria do aço produzindo temperaturas até 1800ºC. As tecnologias existentes permitiram potencialmente já baixar a procura de combustíveis fósseis, para este fim, em mais de 60%. Aquecimentos por resistência, por indução, por plasma, por onda de choque, craqueamento a vapor por via elétrica e outros serão tecnologias disponíveis nos próximos anos podendo atingir-se temperaturas até 2500ºC.

Mas naturalmente que alguns setores industriais serão mais fáceis de eletrificar do que outros, pelo que a adaptação dos processos é essencial, quando se trata de instalações existentes. É também referido no estudo que as tecnologias de aquecimento direto elétrico apresentam, de maneira geral, uma maior eficiência em relação às tecnologias baseadas em combustíveis.

Indústrias como as do aço, químicas, de outros metais e minerais terão uma oportunidade, mas também indústrias baseadas no uso de vapor, como a alimentar e do papel deverão levar em linha de conta este tipo de descarbonização. No entanto, deve proceder-se ao desenvolvimento de tecnologias de eletrificação direta adaptadas a cada setor e aplicação. A exploração do potencial da utilização do calor residual é também importante aumentando a eficiência energética dos processos.

Assegurar esta transição industrial mantendo a segurança energética e a competitividade das economias é uma prioridade da política europeia e deverá ser também da política nacional. Além disso será necessário eliminar as barreiras para a introdução destas novas tecnologias, nomeadamente através de apoios financeiros e de uma regulação adequada.

Não foi abordado neste artigo também a possibilidade da utilização a nível industrial do calor solar, que já foi objeto de artigos anteriores e cuja análise será atualizada dentro de algum tempo. Trata-se de mais uma tecnologia, não elétrica, disponível para auxiliar a descarbonização industrial. O mesmo se refere em relação à utilização do hidrogénio e eventualmente de gases ou combustíveis sintéticos neutros em carbono.

Ao comparar todas estas tecnologias, têm que se tomar linha de conta as perspetivas dos utilizadores finais e os efeitos das mesmas no sistema energético global, sem sobrecarregar o sistema energético. Porém, quantas mais possibilidades tecnológicas existirem maior será a possibilidade de escolher a solução ideal para cada processo e cada situação regional/nacional.