As empresas de petróleo estão apostando tudo na petroquímica - e a química verde precisa de ajuda para competir
Tradução de Rafael Tatemoto para artigo de Constance B. Bailey publicado por The Conversation
O consumo global de petróleo diminuiu cerca de 9% em 2020, pois a pandemia reduziu as viagens de negócios e lazer, a produção fabril e o transporte de mercadorias. Essa queda abrupta acelerou uma mudança contínua de combustíveis fósseis para energia renovável.
As previsões do governo dos EUA mostram que o uso de petróleo para transporte, indústria, construção, aquecimento e eletricidade está diminuindo e continuará caindo nos próximos anos. Essa tendência tem enormes implicações para a indústria do petróleo: como observou a Agência Internacional de Energia em 2020, “nenhuma empresa de petróleo e gás deixará de ser afetada pelas transições para a energia limpa”.
Muitas dessas empresas buscam compensar as perdas com o aumento da produção de petroquímicos derivados de petróleo e gás natural. Hoje, cerca de 80% de cada barril de petróleo é usado na fabricação de gasolina, diesel e querosene, e o restante vai para produtos petroquímicos. À medida que a demanda por combustíveis de petróleo diminui gradualmente, a quantidade de petróleo usada para essa “outra” parcela aumentará.
Isso faz sentido como estratégia de negócios, mas aqui está o problema: os pesquisadores estão trabalhando para desenvolver substitutos mais sustentáveis para produtos petroquímicos, incluindo plásticos de base biológica e produtos químicos especializados. No entanto, os produtos petroquímicos podem ser fabricados por uma fração do custo. Como uma bioquímica que trabalha para desenvolver versões ambientalmente benignas de produtos químicos valiosos, estou preocupada que, sem o apoio adequado, a pesquisa pioneira em química verde terá dificuldade para competir com produtos baseados em fósseis.
Girando em direção aos petroquímicos
Os petroquímicos são usados em milhões de produtos, desde plásticos, detergentes, xampus e maquiagem até solventes industriais, lubrificantes, produtos farmacêuticos, fertilizantes e carpetes. Nos próximos 20 anos, a petroleira BP projeta que esse mercado cresça de 16% a 20%.
As empresas de petróleo estão acelerando para aumentar a produção petroquímica. Na cidade de Yanbu, na Arábia Saudita, por exemplo, duas empresas estatais, Saudi Aramco e Sabic, planejam um novo complexo que produzirá 9 milhões de toneladas de produtos petroquímicos a cada ano, transformando o petróleo bruto leve árabe em lubrificantes, solventes e outros produtos.
Essas mudanças estão acontecendo em toda a indústria global. Várias empresas chinesas estão construindo fábricas que converterão cerca de 40% de seu petróleo em produtos químicos como o p-xileno, um alicerce para produtos químicos industriais. A Exxon-Mobil começou a expandir a pesquisa e o desenvolvimento em produtos petroquímicos já em 2014.
A promessa da química verde
Ao mesmo tempo, nos EUA e em outros países industrializados, as questões de saúde, meio ambiente e segurança estão impulsionando a busca pela produção de alternativas sustentáveis para produtos químicos à base de petróleo. A perfuração de petróleo e gás natural, o uso de produtos petroquímicos e a queima de combustíveis fósseis têm impactos ambientais e de saúde humana generalizados. O alto consumo de petróleo também aumenta as preocupações com a segurança nacional.
O Departamento de Energia tem conduzido pesquisas básicas sobre bioprodutos por meio de seus laboratórios nacionais e financiamento de Centros de Pesquisa em Bioenergia universitários. Esses laboratórios estão desenvolvendo biocombustíveis e bioprodutos domésticos sustentáveis baseados em plantas, incluindo substitutos petroquímicos, por meio de um processo denominado “engenharia metabólica”.
Pesquisadores como eu estão usando enzimas para transformar resíduos folhosos de colheitas e outras fontes em açúcares que podem ser consumidos por microrganismos - normalmente, bactérias e fungos como o fermento. Esses microrganismos então transformam os açúcares em moléculas, da mesma forma que a levedura converte açúcar em etanol, fermentando-o em cerveja.
Na criação dos bioprodutos, em vez de criar o etanol o açúcar se transforma em outras moléculas. Podemos projetar essas vias metabólicas para criar solventes; componentes em polímeros amplamente utilizados, como náilon; perfumes; e muitos outros produtos.
Meu laboratório está explorando maneiras de criar enzimas - catalisadores produzidos por células vivas que causam ou aceleram as reações bioquímicas. Queremos produzir enzimas que podem ser colocadas em bactérias modificadas, a fim de fazer produtos naturais estruturalmente complexos.
O objetivo geral é juntar carbono e oxigênio de uma forma previsível, semelhante às estruturas químicas criadas por meio da química baseada no petróleo. Mas a abordagem verde usa substâncias naturais em vez de petróleo ou gás natural como blocos de construção.
Este não é um conceito novo. As enzimas de determinadas bactérias são usadas para fazer um importante antibiótico, a eritromicina, que foi descoberto pela primeira vez em 1952.
Tudo isso acontece em uma biorrefinaria - uma instalação que pega insumos naturais como algas, resíduos de colheitas ou plantações especialmente cultivadas como switchgrass e os converte em substâncias comercialmente valiosas, como as refinarias de petróleo fazem com o petróleo. Depois de fermentar os açúcares com microorganismos modificados, uma biorrefinaria separa e purifica as células microbianas para produzir um espectro de produtos de base biológica, incluindo aditivos alimentares, ração animal, fragrâncias, produtos químicos e plásticos.
Em resposta à crise global de poluição por plástico, uma prioridade de pesquisa é a "reciclagem de polímeros". O uso de matérias-primas de base biológica pode transformar garrafas de água descartáveis em materiais que são mais recicláveis do que as versões à base de petróleo porque são mais fáceis de aquecer e remodelar.
Reduzindo a diferença de custo
Para substituir produtos e práticas poluentes, alternativas sustentáveis devem ser competitivas em termos de custos. Por exemplo, muitos plásticos atualmente acabam em aterros porque são mais baratos de fabricar do que reciclar.
Os altos custos também estão retardando o progresso em direção à bioeconomia. Hoje, pesquisa, desenvolvimento e fabricação são mais caros para bioprodutos do que para versões petroquímicas estabelecidas.
Os governos podem usar leis e regulamentos para promover mudanças. Em 2018, a União Europeia estabeleceu uma meta ambiciosa de obter 30% de todos os plásticos de fontes renováveis até 2030. Além de reduzir a poluição do plástico, este passo economizará energia: a produção de plásticos à base de petróleo ocupa o terceiro lugar no consumo de energia em todo o mundo, depois da produção de energia e transporte.
A promoção de produtos de base biológica é compatível com a abordagem governamental do presidente Biden em relação às mudanças climáticas. Os investimentos em biomanufatura também podem ajudar a trazer empregos de manufatura modernos para áreas rurais, uma meta do Plano de Emprego Americano de Biden.
Mas os investimentos das petrolíferas no projeto de novos produtos químicos estão crescendo, e o abismo entre o custo dos produtos derivados do petróleo e os produzidos por meio de tecnologias verdes emergentes continua a aumentar. Tecnologias mais eficientes podem eventualmente inundar os mercados petroquímicos existentes, reduzindo ainda mais o custo dos produtos petroquímicos e tornando ainda mais difícil competir.
Em minha opinião, a crescente crise climática e o aumento da poluição por plásticos tornam urgente para a economia global o afastamento do petróleo. Acredito que encontrar substitutos para produtos químicos à base de petróleo em muitos produtos que usamos diariamente pode ajudar a mover o mundo em direção a esse objetivo.