Combustíveis sintéticos: um sinal de esperança ou um beco sem saída?
O debate sobre os combustíveis sintéticos é recorrente nas discussões sobre a proteção ambiental no setor dos transportes. Alguns encaram os combustíveis sintéticos como uma tecnologia valiosa para o futuro, enquanto outros os consideram inviáveis do ponto de vista económico e absurdos.
Os combustíveis sintéticos são combustíveis gasosos ou líquidos que podem ser produzidos utilizando energia elétrica. São também conhecidos como combustíveis "power-to-X" (PtX), "power-to-liquid" (PtL) ou "power-to-gas" (PtG). Por vezes, é também utilizado o termo "powerfuels", ou seja, "combustíveis energéticos" ou "e-fuels". Na União Europeia, os combustíveis sintéticos são definidos como combustíveis líquidos e gasosos renováveis de origem não biológica (Renewable Liquid and Gas fuels of Non-Biological Origin - RFNBO); por outras palavras, combustíveis produzidos com eletricidade gerada a partir de fontes renováveis (principalmente solar e eólica). No início de 2023, a Comissão Europeia adotou regras para a produção de combustíveis renováveis de origem não biológica como complemento da diretiva relativa às energias renováveis (RED II). De acordo com estas regras, a energia nuclear continuará a não ser considerada energia renovável, mas, na opinião de alguns Estados-Membros da UE, deverá definitivamente desempenhar um papel na produção de combustíveis sintéticos no futuro. Esta questão ainda está a ser negociada.
Produção intensiva em energia
A produção de querosene, gasóleo e gasolina como combustíveis sintéticos baseia-se geralmente num processo centenário chamado processo Fischer-Tropsch. Neste processo, formam-se longas cadeias de hidrocarbonetos a partir do gás de síntese (uma mistura de hidrogénio (H) e monóxido de carbono (CO)) e o "e-crude" resultante pode ser refinado em combustíveis. Para que os combustíveis sintéticos sejam considerados "verdes", o hidrogénio deve ser produzido utilizando eletricidade gerada a partir de fontes renováveis, em conformidade com a Diretiva RED II. Em geral, isto é feito por eletrólise. O monóxido de carbono deve provir do dióxido de carbono (CO₂) previamente extraído do ar ambiente (captura direta do ar). Estudos recentes indicam que todo este processo, incluindo a dessalinização da água do mar para satisfazer a procura de água para a produção de hidrogénio, faz com que o conteúdo energético do "e-crude" seja equivalente a apenas um terço, ou mesmo menos, da eletricidade utilizada para o produzir. O processo de refinação subsequente requer ainda mais energia.
Estudos recentes indicam que todo este processo, incluindo a dessalinização da água do mar para satisfazer a procura de água para a produção de hidrogénio, faz com que o conteúdo energético do "e-crude" seja equivalente a apenas um terço, ou mesmo menos, da eletricidade utilizada para o produzir. O processo de refinação subsequente requer ainda mais energia.
Consequentemente, esta opção é considerada altamente intensiva em termos energéticos e pouco económica em comparação com os combustíveis fósseis ou a utilização direta de eletricidade em motores elétricos.
Utilização no transporte aéreo e marítimo
Os combustíveis sintéticos produzidos através do processo Fischer-Tropsch são atualmente a única forma de a indústria da aviação reduzir a quase zero as emissões de CO₂ nos voos de longo curso. Juntamente com os combustíveis biogénicos sustentáveis para a aviação (SAF), o e-querosene é atualmente visto como um raio de esperança para a indústria. O processo de refinaria que produz o e-querosene também produz gasóleo renovável como subproduto. Alguns acreditam que isto significa que poderá haver um futuro para os combustíveis sintéticos nos transportes rodoviários. No entanto, tal não será o caso a curto ou médio prazo, como ilustram os seguintes números: na Alemanha, a produção de e-querosene deverá representar 2 % da produção total em 2030, ou seja, cerca de 200 000 toneladas métricas por ano. Este processo produziria também cerca de 100 000 toneladas métricas de gasóleo renovável. No entanto, isto corresponde apenas a 0,3 % do consumo atual de gasóleo na Alemanha. Devido à sua disponibilidade limitada e aos seus custos significativamente mais elevados, o gasóleo renovável só será utilizado em aplicações especiais em que não exista uma alternativa técnica e económica ao motor a gasóleo, ou como mistura com combustíveis fósseis, semelhante às atuais misturas biológicas de gasolina e gasóleo.
Os combustíveis sintéticos também são procurados no setor da navegação. Os grandes navios de carga atuais funcionam com petróleo pesado, mas em breve serão abastecidos com e-metanol (CH₄O). A companhia de navegação Maersk já encomendou 19 navios deste tipo. O e-metanol é produzido diretamente a partir de hidrogénio verde e CO₂ num processo separado. Para além do setor marítimo, este produto é principalmente procurado pela indústria química. Também é possível a transformação posterior em gasóleo, embora, mais uma vez, seja muito dispendioso.
Além do e-metanol, a indústria naval está a apostar, a longo prazo, no e-amoníaco (NH₃). As tecnologias de motor para este combustível ainda não estão totalmente desenvolvidas e o combustível é altamente tóxico, pelo que a sua utilização só faz sentido em navios de grandes dimensões. Contudo, olhando para o futuro, na próxima década, este combustível sintético poderá substituir o e-metanol. Isto porque a produção de e-amoníaco requer hidrogénio verde, mas não CO₂. Em vez disso, é utilizado o azoto (N) do ar ambiente, num processo que é muito mais eficiente do que a captura de moléculas de CO₂.
Os combustíveis sintéticos fazem parte da nova economia de hidrogénio verde e, por conseguinte, são uma tecnologia do futuro de que a sociedade necessita urgentemente para a transformação com vista a tecnologias de emissões zero. Estes combustíveis são, no entanto, produzidos através de processos muito diferentes e são necessários para finalidades muito diferentes, incluindo o transporte intercontinental de energia e a descarbonização do transporte marítimo e aéreo. Nas circunstâncias atuais, os combustíveis sintéticos não desempenharão um papel importante no tráfego rodoviário europeu.
Autor: Andre Kranke, Head of Corporate Research & Development na DACHSER