Startup apoiada por Bill Gates produz combustível a partir de CO2 e água

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Bloomberg — A economia da cidade de Corpus Christi, no Texas, é amplamente baseada em combustíveis fósseis. Vizinha de grandes campos de petróleo e gás, a cidade portuária é lar de dezenas de empresas de combustíveis fósseis. Exporta mais petróleo bruto a cada ano do que qualquer outra cidade nos EUA. Mas o futuro da fortuna de Corpus Christi, pelo menos aos olhos de uma startup, será feito de um combustível derivado de dióxido de carbono. Se puder ser escalado, esse combustível poderia desempenhar um papel vital para descarbonizar a indústria de transporte, desde a aviação até o transporte pesado de carga.

Desde que sua instalação em Corpus Christi entrou em operação em outubro, a Infinium, sediada em Sacramento, na Califórnia, tornou-se uma das primeiras fabricantes de e-combustível do mundo a transformar a produção em larga escala de um conceito em realidade. E-combustível é o nome dado aos eletrocombustíveis, tipo de combustível sintético feito a partir de hidrogênio e dióxido de carbono.

Em sua planta, eletrólitos quebram a água em hidrogênio e oxigênio, usando eletricidade gerada a partir de parques eólicos e solares próximos. O hidrogênio é então transportado para um reator, onde encontra o CO2 capturado das refinarias locais, desencadeando uma série de reações químicas auxiliadas por catalisadores patenteados. O resultado é um combustível sintético com as mesmas propriedades químicas de seus primos à base de combustíveis fósseis.

A Infinium produz quase 8.300 litros por dia do e-combustível (ou e-fuel) e distribui para clientes nos EUA. Um slogan nos caminhões da empresa diz: “Combustíveis limpos feitos a partir de energia renovável e dióxido de carbono”.

Hidrocarbonetos - compostos de átomos de hidrogênio e carbono - são a base do petróleo bruto que é transformado em combustíveis para alimentar desde caminhões até aviões. Mas esses átomos podem ser combinados em um ambiente industrial e transformados em um combustível substituto que pode ter impactos menores no aquecimento do planeta.

A aviação é responsável por mais de 2% das emissões globais de gases de efeito estufa. O transporte de carga - feito principalmente por caminhão, navio e trem - contribui com mais 8%. Ambos os números devem aumentar nas próximas décadas, à medida que a demanda por viagens e envio aumenta enquanto os setores facilmente descarbonizados da economia reduzem suas emissões.

Regulamentações como o aumento das regulamentações da UE sobre veículos pesados e sua busca por um combustível de aviação sustentável estão pressionando essas indústrias para reduzir sua poluição.

Com a demanda aumentando, há um crescente esforço para acelerar soluções, incluindo, mas não se limitando a e-combustíveis. Praticamente inexistentes cinco anos atrás, o mercado de e-combustíveis chegará a quase US$ 50 bilhões até 2030, de acordo com algumas estimativas da indústria.

O uso de eletrólise para fazer produtos à base de hidrogênio - a tecnologia básica para e-combustíveis - não é nova. Fábricas implantaram a técnica para produzir amônia já na década de 1920. A maioria dessas plantas foi desativada nos anos seguintes, à medida que uma alternativa mais barata (converter gás natural e carvão em amônia) atraiu os clientes.

Essa alternativa, no entanto, é uma importante fonte de emissões de gases de efeito estufa, enquanto a eletrólise feita usando energia limpa é livre de carbono. A maré pode estar virando novamente à medida que um número crescente de empresas, desde companhias aéreas até operadoras de caminhões de carga, repensa seu impacto climático.

Embora a produção comercial de e-combustíveis ainda esteja nos seus primeiros dias, “está despertando muito interesse”, diz Rose Oates, analista da empresa de pesquisa BloombergNEF.

Os e-combustíveis podem ser um “player dominante” na descarbonização do transporte, diz Robert Schuetzle, fundador e diretor executivo da Infinium. A startup de três anos tem mais 13 projetos em desenvolvimento no Texas e em outros lugares.

Na instalação da Infinium em Corpus Christi, a maquinaria trabalha dia e noite para produzir principalmente e-diesel para transporte rodoviário, ao lado de e-querosene de aviação e e-nafta, que é comumente usado como solvente.

Se a instalação funcionar em plena capacidade, poderá produzir aproximadamente 3 milhões de litros de e-combustível por ano. A empresa não abre o volume de cada produto, mas se todo o volume fosse e-diesel, seria suficiente para alimentar um caminhão com uma carga de mais de 20 toneladas em 190 viagens ao redor do equador.

A Amazon (AMZN), que se comprometeu a zerar suas emissões até 2040, reservou uma parte do combustível produzido. Embora a gigante do comércio eletrônico esteja eletrificando cada vez mais seus veículos de entrega, os e-combustíveis são uma “ferramenta promissora para reduzir as emissões” no transporte de carga, diz Chris Atkins, diretor de sustentabilidade operacional global da Amazon. Isso porque o e-diesel poderia proporcionar ganhos climáticos imediatos sem uma grande reforma na infraestrutura, segundo ele.

A centenas de quilômetros de distância de Corpus Christi, a Infinium está construindo outra instalação no oeste do Texas para criar combustível de aviação sustentável. A American Airlines já concordou em comprar combustível assim que a produção começar, provavelmente em 2026, de acordo com a Infinium.

Os governos em todo o mundo instaram o setor de transporte a reduzir as emissões de carbono e ofereceram generosos incentivos para ajudar nisso. Com a queda dramática dos custos das energias renováveis - o solar, por exemplo, caiu mais de 80% desde 2010 - os e-combustíveis se tornaram mais tecnológica e economicamente viáveis.

“A aceleração está acontecendo”, diz Schuetzle. Apesar de passar 15 anos produzindo combustível alternativo a partir de matérias-primas, incluindo biomassa e gás residual dos sistemas de queima de gás da indústria de combustíveis fósseis, só em 2020 a demanda de mercado por e-combustíveis o convenceu a lançar a Infinium.

“Ainda é cedo, mas os e-combustíveis serão um ponto de discussão e plataforma muito dominantes para a descarbonização do transporte pesado e da indústria química”, diz Schuetzle. “Os clientes estão realmente focados em comprar e-combustíveis e pagar um prêmio pelo potencial de abatimento de carbono.”

Os e-combustíveis enfrentam concorrência de biocombustíveis feitos de soja e milho, que o setor de transporte está cada vez mais adicionando à sua mistura de combustíveis.

Globalmente, o consumo de biocombustíveis atingiu um recorde de 170 bilhões de litros em 2022, a maioria dos quais foi usada no transporte rodoviário, segundo dados da Agência Internacional de Energia.

Em contraste, fabricantes de e-combustíveis em escala comercial são poucos e distantes entre si. Caminhões elétricos também estão entrando nas estradas, adicionando outra opção livre de carbono para operadores de transporte de carga.

Nenhum dessas soluções é perfeita. Biocombustível feito de milho pode piorar a escassez de água e competir com a produção de alimentos. E muito mais infraestrutura de carregamento é necessária para transportar grandes quantidades de mercadorias com caminhões movidos a bateria.

Para atingir emissões líquidas zero globalmente, a AIE estima que as emissões de carbono de veículos pesados de carga precisam cair 15% até 2030 em comparação com seus níveis atuais. Os e-combustíveis são uma das soluções de descarbonização fáceis que as empresas de transporte poderiam usar para acelerar esse esforço.

Os e-combustíveis também podem ajudar a descarbonizar a aviação. De fato, a Organização Internacional de Aviação Civil das Nações Unidas prevê que os e-combustíveis constituirão até 55% do combustível de aviação global até meados do século, se avanços tecnológicos ocorrerem e os governos promulgarem políticas de apoio. O transporte marítimo - outra indústria sem soluções climáticas fáceis - também poderia se beneficiar dos e-combustíveis.

Como a Infinium se encaixa nesse futuro ainda está para ser visto. Schuetzle é discreto sobre os planos exatos da empresa. Embora reconhecendo que o e-combustível da Infinium é “mais caro” do que o combustível convencional, ele não divulgou a diferença de custo.

Schuetzle também se recusou a compartilhar a quantidade de CO2 que, de outra forma, teria sido liberada na atmosfera se a instalação de Corpus Christi não o usasse como matéria-prima, citando preocupações de propriedade intelectual, nem revelaria a pegada hídrica da planta da Infinium.

A água é essencial para produzir hidrogênio por meio da eletrólise e é um ponto de conflito potencial com as comunidades locais. A Infinium diz que seu uso de água é “muito eficiente”. Ao levar em conta todas as emissões da produção de combustível, processamento, distribuição e consumo, a startup diz que seu produto emite 95% menos CO2 do que o combustível convencional.

É “muito próximo de um combustível com carbono líquido zero”, diz Schuetzle.

Mas nem todos concordam que os e-combustíveis cumprem suas promessas, especialmente quando a tecnologia usa CO2 capturado em chaminés.

“Depende de como você conta”, diz Pierpaolo Cazzola, pesquisador associado do Centro de Política Energética Global da Universidade de Columbia. Em comparação com a liberação de CO2 de fábricas que queimam combustíveis fósseis na atmosfera, é mais favorável ao clima capturar o carbono e utilizá-lo na produção de e-combustíveis, diz Cazzola. Mas esse gás é armazenado apenas temporariamente, ele acrescenta. Uma vez que o e-combustível é queimado, ele libera CO2 assim como o combustível tradicional.

“Isso não é neutro em CO2″, diz Cazzola. “Ainda haveria uma adição líquida de carbono na atmosfera.”

Alguns reguladores parecem concordar com esse pensamento. A UE eliminará gradualmente os subsídios governamentais para e-combustíveis feitos com CO2 de fontes de combustíveis fósseis até 2041. Por enquanto, no entanto, o gás capturado em usinas de energia e fábricas é uma fonte chave de matéria-prima para fazer e-combustíveis.

Para resolver esse problema, a Infinium diz que irá obter carbono de resíduos biogênicos de fábricas de papel ou plantas de etanol. Resíduos de madeira e plantas contêm CO2 naturalmente retirado da atmosfera, o que pode ajudar a reduzir a intensidade de carbono do combustível resultante. A Infinium também planeja obter matéria-prima de carbono de empresas que removem CO2 da atmosfera usando um processo conhecido como captura direta de ar.

Mas essa tecnologia em si é incipiente, e o CO2 capturado dessa maneira pode custar centenas de dólares ou mais por tonelada, o que aumenta o custo de produção de e-combustíveis. O fornecimento de emissões de CO2 biogênicas capturadas tem seus próprios problemas, já que fábricas de papel intensivas em recursos e fábricas de etanol vêm com desafios de sustentabilidade ambiental.

Mesmo que os fabricantes de e-combustíveis superem os obstáculos da cadeia de suprimentos, os altos pontos de preço representam uma batalha difícil contra combustíveis tradicionais. Pegue o querosene, o combustível que mantém os aviões do mundo no ar.

Fazer e-querosene a partir de emissões de carbono biogênicas, água e energia renovável é pelo menos quatro vezes mais caro em comparação com o combustível tradicional, segundo a AIE.

Uma queda no custo de eletrólitos e energia renovável ajudará a reduzir o preço do e-querosene, mas ainda poderá ser o dobro ou triplo do seu equivalente de petróleo em 2030, diz a AIE.

E nem todo e-combustível é igual. Enquanto e-diesel e e-querosene podem ser soluções “plug-in” para descarbonizar o transporte rodoviário e a aviação que não requerem atualizações custosas de equipamentos, e-amônia e e-metanol como combustível marítimo não podem. Os custos adicionais para usar esses combustíveis representarão mais um obstáculo.

Apesar de os fabricantes de e-combustíveis prometerem uma grande expansão nesta década, isso fará um “dente imperceptível” nas emissões de transporte, diz Oates na BNEF. “Isso se deve a uma combinação de tecnologia incipiente e alto custo de produção de e-combustíveis”, acrescenta.

A AIE estima que mais de 200 projetos de e-combustíveis foram anunciados em todo o mundo nos últimos anos. No entanto, as plantas que finalizaram compromissos de investimento representam menos de 5% da capacidade planejada.

A produção de e-combustíveis também enfrentará uma “dupla limitação” à medida que se expande, diz Cazzola. Ter acesso a uma quantidade abundante de energia renovável e a fábricas que emitem carbono é vital para produzir e-combustíveis, mas os dois recursos não costumam estar localizados no mesmo local. Até que a tecnologia de captura direta de ar amadureça, essa restrição geográfica persistirá, diz Cazzola.

Schuetzle concorda que os fabricantes de e-combustíveis “ainda não podem fazer esses projetos em qualquer lugar do mundo”. Mas a Infinium identificou cerca de 20 locais em todo o mundo com ambos os recursos para a produção de e-combustíveis, observa ele, e a empresa está em busca de mais opções.

Não está sozinho em tentar expandir a indústria. A Twelve, outra startup sediada na Califórnia, está construindo uma planta no estado de Washington e recentemente ativou um novo conversor de CO2. Na Noruega, a Nordic Electrofuel anunciou planos ambiciosos para aumentar a produção doméstica de e-querosene, e empresas na França e na Alemanha também o fizeram.

Mas o crescimento futuro da produção de e-combustíveis está intrinsecamente ligado ao avanço da captura direta de ar. “Isso realmente nos ajuda a ir a qualquer lugar do mundo”, diz Schuetzle.

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