Edição nº 495 - Março de 2010
<Na época, eu trabalhava no Instituto Loker em Los Angeles com o Professor Olah (Prêmio Nobel 1994) e com o Professor Prakash e em parte da reportagem eu dou minha opinião sobre as possibilidades do metanol para o Brasil - grifo meu>
Pesquisas indicam caminhos para
fazer metanol com CO2
Fernando Cibelli de Castro
fazer metanol com CO2
Fernando Cibelli de Castro
A proposta denominada
“economia do metanol” pretende incentivar a obtenção desse insumo químico
de fontes renováveis e movimenta, atualmente, aproximadamente quarenta
milhões de toneladas cúbicas por ano, sendo dois milhões provenientes de
duas unidades produtivas. Os números sobre esta nova fronteira da ciência
e da tecnologia estão descritos em Beyond Oil and Gas: The Methanol
Economy, livro editado nos Estados Unidos, ainda sem tradução para o
português, mas de fácil aquisição pela internet. A obra é assinada por
George Olah, Prêmio Nobel de Química de 1994, em coautoria com os
pesquisadores Surya Prakash e Alain Goeppert.
Os três estudiosos pesquisam a obtenção do álcool metílico via dióxido de carbono nos laboratórios do Loker Hydrocarbon Research Institute, da University of Southern California. Olah dirige o instituto, Prakash atua como vice-diretor e Alain trabalha como um importante colaborador. A palavra-chave para Olah é o termo “carreador”, pois, para ele, no mundo não há falta de energia. O problema é fazer com que essa energia, seja qual for – solar, eólica, hidroelétrica –, chegue aos centros consumidores no momento em que se faça necessária. Essas fontes alternativas estão cada vez mais competitivas. Em alguns casos, como a energia eólica, já empatam em custos até mesmo com a fonte tradicional mais barata, o carvão.
Em outras palavras, a tecnologia de produção energética não é mais problema, mas conservá-la e distribuí-la ainda são dificuldades a superar. Para Olah, a obtenção do metanol obtido com a redução do dióxido de carbono poderia ser direta, por meio de eletrólise, ou por reação a hidrogênio, mas este é mais difícil de armazenar, distribuir e transportar como combustível. O metanol líquido, à temperatura ambiente, apresenta condições bem menos complexas em termos de acondicionamento e de distribuição. Ele não chega a condenar o hidrogênio como fonte alternativa de energia. Apenas o entende mais útil para produzir metanol em reação com o dióxido de carbono, funcionando como um carreador.
Olah afirma que a utilização do álcool metílico proveniente da reação com dióxido de carbono é uma excelente alternativa para produzir combustível de maneira racional e barata. Com isso, não haveria necessidade de adaptar a rede de distribuição de combustíveis, visto que o metanol líquido pode ser acondicionado em tanques convencionais, à temperatura e pressão ambiente, sem necessidade de modificações importantes. Por sua vez, o hidrogênio exige a instalação de um reservatório especial e a observação de rotinas de segurança mais rigorosas. O cientista acrescenta que o metanol pode ser misturado à gasolina numa situação menos problemática que a mistura com etanol e também pode substituir o óleo diesel na forma de éter dimetílico, ou DME.
Surya Prakash comenta que o país mais avançado na produção industrial do metanol via dióxido de carbono é a Islândia. O pequeno país nórdico, com 300 mil habitantes, controla fontes de energia geotérmica de baixo custo. Há ainda a disponibilidade de gás carbônico, pois o mesmo é obtido como subproduto da indústria de alumínio, por usar eletrodos de carbono. A Islândia mantém diversas usinas de beneficiamento de alumínio. Uma planta piloto já está instalada e pronta para a etapa de testes para a fabricação de álcool metílico utilizando o CO2 retirado da fabricação do alumínio. Segundo Prakash, é importante entender a proposta da economia do metanol como um método de produção do combustível obtido de fontes renováveis.
Atualmente, a maior parte do metanol vem da rota petrolífera ou mesmo do carvão, baseado na reação de carbono com hidrogênio e água, para formar um gás de síntese, ou seja, uma mistura de monóxido de carbono com hidrogênio. Com base neste gás de síntese, após ajuste da proporção de carbono com H2, o metanol surge da reação sob pressão e com um catalisador apropriado. Por exemplo, a equação a seguir descreve o metano como matéria-prima:
Os três estudiosos pesquisam a obtenção do álcool metílico via dióxido de carbono nos laboratórios do Loker Hydrocarbon Research Institute, da University of Southern California. Olah dirige o instituto, Prakash atua como vice-diretor e Alain trabalha como um importante colaborador. A palavra-chave para Olah é o termo “carreador”, pois, para ele, no mundo não há falta de energia. O problema é fazer com que essa energia, seja qual for – solar, eólica, hidroelétrica –, chegue aos centros consumidores no momento em que se faça necessária. Essas fontes alternativas estão cada vez mais competitivas. Em alguns casos, como a energia eólica, já empatam em custos até mesmo com a fonte tradicional mais barata, o carvão.
Em outras palavras, a tecnologia de produção energética não é mais problema, mas conservá-la e distribuí-la ainda são dificuldades a superar. Para Olah, a obtenção do metanol obtido com a redução do dióxido de carbono poderia ser direta, por meio de eletrólise, ou por reação a hidrogênio, mas este é mais difícil de armazenar, distribuir e transportar como combustível. O metanol líquido, à temperatura ambiente, apresenta condições bem menos complexas em termos de acondicionamento e de distribuição. Ele não chega a condenar o hidrogênio como fonte alternativa de energia. Apenas o entende mais útil para produzir metanol em reação com o dióxido de carbono, funcionando como um carreador.
Olah afirma que a utilização do álcool metílico proveniente da reação com dióxido de carbono é uma excelente alternativa para produzir combustível de maneira racional e barata. Com isso, não haveria necessidade de adaptar a rede de distribuição de combustíveis, visto que o metanol líquido pode ser acondicionado em tanques convencionais, à temperatura e pressão ambiente, sem necessidade de modificações importantes. Por sua vez, o hidrogênio exige a instalação de um reservatório especial e a observação de rotinas de segurança mais rigorosas. O cientista acrescenta que o metanol pode ser misturado à gasolina numa situação menos problemática que a mistura com etanol e também pode substituir o óleo diesel na forma de éter dimetílico, ou DME.
Surya Prakash comenta que o país mais avançado na produção industrial do metanol via dióxido de carbono é a Islândia. O pequeno país nórdico, com 300 mil habitantes, controla fontes de energia geotérmica de baixo custo. Há ainda a disponibilidade de gás carbônico, pois o mesmo é obtido como subproduto da indústria de alumínio, por usar eletrodos de carbono. A Islândia mantém diversas usinas de beneficiamento de alumínio. Uma planta piloto já está instalada e pronta para a etapa de testes para a fabricação de álcool metílico utilizando o CO2 retirado da fabricação do alumínio. Segundo Prakash, é importante entender a proposta da economia do metanol como um método de produção do combustível obtido de fontes renováveis.
Atualmente, a maior parte do metanol vem da rota petrolífera ou mesmo do carvão, baseado na reação de carbono com hidrogênio e água, para formar um gás de síntese, ou seja, uma mistura de monóxido de carbono com hidrogênio. Com base neste gás de síntese, após ajuste da proporção de carbono com H2, o metanol surge da reação sob pressão e com um catalisador apropriado. Por exemplo, a equação a seguir descreve o metano como matéria-prima:
A sobra de hidrogênio pode ser aproveitada na síntese de amônia, ou em
reações de hidrogenação, ou em outros ramos da indústria petrolífera ou
petroquímica. É o caso da China, onde a forte presença do carvão na matriz
poderá gerar mais de 30 milhões de t/ano de metanol em 2010, um acréscimo
de 10 milhões de t na comparação com 2008, quando ocorreu a última
aferição sobre a conversão de gases provenientes das minas em álcool
metílico.
O professor Prakash já esteve diversas vezes no Brasil realizando palestras dirigidas ao meio empresarial e técnico sobre as vantagens da tecnologia do metanol proveniente da captura do CO2. Manteve contato até mesmo com pesquisadores ligados aos centros de pesquisa da Petrobras, porém a opção pelos investimentos na extração de óleo bruto da camada de pré-sal provavelmente tenha relegado a economia do metanol a um segundo plano.
A obtenção do metanol pela rota de captura e redução do CO2 é também descrita com entusiasmo pelo cientista brasileiro-israelense Sérgio Meth, formado em engenharia química pela Escola de Química da Universidade Federal do Rio de Janeiro. De acordo com Meth, o metanol poderia também ser obtido de algumas fontes interessantes, tais como a reforma a seco do metano, utilizando o gás carbônico sem adicionar água para formar gás de síntese – CH4 + CO2 --> 2 CO + 2 H2 – em que a proporção correta da mistura pode ser ajustada através da reação reversa água-gás – reverse water gas shift com o CO2. “É uma forma interessante de se fazer combustível e ao mesmo tempo retirar da atmosfera os dois principais gases causadores do efeito estufa”, reforça Meth. Além disso, o metanol pode servir como matéria-prima petroquímica para a obtenção do eteno e do propeno, como já se faz nos EUA.
No Brasil a produção de metanol pela rota tradicional está restrita a duas empresas, a Metanor e a Prosint, ambas do grupo Peixoto de Castro, sendo que a Petrobras tem alguma participação na Metanor. As duas unidades podem processar aproximadamente 300 mil t/ano do produto, pouco mais de um terço do consumo interno. A diferença é importada, principalmente do Chile.
O processo de obtenção convencional do metanol começa com o gás natural, no chamado syn-gas process, sendo utilizado como produtos intermediários, notadamente, formaldeídos e éter metil tert-butilico (MTBE). Atualmente, 7% do metanol proveniente de plataformas é convertido em combustível.
O álcool metílico entrou recentemente num novo nicho de mercado com a expansão das usinas de biodiesel brasileiras, pois é insumo fundamental no processo de transesterificação, no qual reage com óleos vegetais ou gorduras animais na presença de um catalisador, normalmente a soda cáustica. O etanol, neste processo, é ineficiente e caro.
Meth afirma que existe um consenso no meio político e empresarial nos Estados Unidos de que a energia proveniente do petróleo tem futuro limitado e que outras fontes deverão ser exploradas. Um indício dessa tendência é que a principal potência econômica do planeta ergueu sua última refinaria de petróleo há trinta anos e por enquanto não existe qualquer projeto de construir novas unidades. Para Meth, o petróleo envolve projetos grandiosos, mas é decadente em termos de sustentabilidade. Serve às economias de países periféricos, como a Nigéria e a Líbia.
Quanto ao etanol, Meth explica que os norte-americanos produzem tanto álcool etílico quanto o Brasil, porém não têm mais como aumentar o volume do combustível sem diminuir a oferta de cereais para a cadeia alimentar. “O que salva o etanol norte-americano é o lobby dos produtores entre os políticos que aqui também é muito forte”, reconhece Meth.
Descobertas científicas – Integrante contratado da seleta equipe de George Olah, Sérgio Meth é também um aficionado em desvendar novas possibilidades de catálise. Por conta dessa vocação, em 2005, desembarcou em Los Angeles, com um diploma de doutorado em química pela Universidade Bar Ilan, de Tel Aviv.
O professor Prakash já esteve diversas vezes no Brasil realizando palestras dirigidas ao meio empresarial e técnico sobre as vantagens da tecnologia do metanol proveniente da captura do CO2. Manteve contato até mesmo com pesquisadores ligados aos centros de pesquisa da Petrobras, porém a opção pelos investimentos na extração de óleo bruto da camada de pré-sal provavelmente tenha relegado a economia do metanol a um segundo plano.
A obtenção do metanol pela rota de captura e redução do CO2 é também descrita com entusiasmo pelo cientista brasileiro-israelense Sérgio Meth, formado em engenharia química pela Escola de Química da Universidade Federal do Rio de Janeiro. De acordo com Meth, o metanol poderia também ser obtido de algumas fontes interessantes, tais como a reforma a seco do metano, utilizando o gás carbônico sem adicionar água para formar gás de síntese – CH4 + CO2 --> 2 CO + 2 H2 – em que a proporção correta da mistura pode ser ajustada através da reação reversa água-gás – reverse water gas shift com o CO2. “É uma forma interessante de se fazer combustível e ao mesmo tempo retirar da atmosfera os dois principais gases causadores do efeito estufa”, reforça Meth. Além disso, o metanol pode servir como matéria-prima petroquímica para a obtenção do eteno e do propeno, como já se faz nos EUA.
No Brasil a produção de metanol pela rota tradicional está restrita a duas empresas, a Metanor e a Prosint, ambas do grupo Peixoto de Castro, sendo que a Petrobras tem alguma participação na Metanor. As duas unidades podem processar aproximadamente 300 mil t/ano do produto, pouco mais de um terço do consumo interno. A diferença é importada, principalmente do Chile.
O processo de obtenção convencional do metanol começa com o gás natural, no chamado syn-gas process, sendo utilizado como produtos intermediários, notadamente, formaldeídos e éter metil tert-butilico (MTBE). Atualmente, 7% do metanol proveniente de plataformas é convertido em combustível.
O álcool metílico entrou recentemente num novo nicho de mercado com a expansão das usinas de biodiesel brasileiras, pois é insumo fundamental no processo de transesterificação, no qual reage com óleos vegetais ou gorduras animais na presença de um catalisador, normalmente a soda cáustica. O etanol, neste processo, é ineficiente e caro.
Meth afirma que existe um consenso no meio político e empresarial nos Estados Unidos de que a energia proveniente do petróleo tem futuro limitado e que outras fontes deverão ser exploradas. Um indício dessa tendência é que a principal potência econômica do planeta ergueu sua última refinaria de petróleo há trinta anos e por enquanto não existe qualquer projeto de construir novas unidades. Para Meth, o petróleo envolve projetos grandiosos, mas é decadente em termos de sustentabilidade. Serve às economias de países periféricos, como a Nigéria e a Líbia.
Quanto ao etanol, Meth explica que os norte-americanos produzem tanto álcool etílico quanto o Brasil, porém não têm mais como aumentar o volume do combustível sem diminuir a oferta de cereais para a cadeia alimentar. “O que salva o etanol norte-americano é o lobby dos produtores entre os políticos que aqui também é muito forte”, reconhece Meth.
Descobertas científicas – Integrante contratado da seleta equipe de George Olah, Sérgio Meth é também um aficionado em desvendar novas possibilidades de catálise. Por conta dessa vocação, em 2005, desembarcou em Los Angeles, com um diploma de doutorado em química pela Universidade Bar Ilan, de Tel Aviv.
Dentre as atividades desenvolvidas por Meth, constam os sistemas de catálise para a absorção industrial de gás carbônico, utilizando nanotecnologia. Este trabalho gerou patentes e entrou em fase de industrialização por meio de contrato com uma empresa de engenharia norte-americana.
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