Bloomberg — Fort Collins é uma cidade relativamente pequena e, com sua barba de mago, Andrew Collins se destaca entre os moradores.
Oficialmente, ele é o engenheiro de carbono neutro da New Belgium Brewing, uma startup de cerveja artesanal que se tornou nacional. Extraoficialmente, ele é “o cara do clima” e é frequentemente confrontado com ideias sobre como salvar o planeta – a maioria delas relativamente incompleta.
“Normalmente, para mim, é muito irritante”, admitiu Collins. Mas, há três anos, um colega da New Belgium conversava com um pai em um jogo de futebol infantil quando recebeu uma proposta casual: uma caldeira elétrica fabricada pela AtmosZero, uma startup com sede na mesma rua da cervejaria.
As caldeiras, que aquecem a água para criar vapor, são um grande negócio na fabricação de cerveja e em muitos outros processos industriais.
Até o momento, quase todas elas funcionam com combustíveis fósseis para gerar vapor que é canalizado para uma ampla gama de usos finais, desde aquecimento até esterilização.
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“Tentei confundi-los com a termodinâmica”, lembra Collins de sua primeira reunião com a equipe da AtmosZero, “mas eles responderam corretamente a todas as minhas perguntas. Gostei muito do que ouvi”.
No início de maio, o primeiro produto da empresa, essencialmente uma bomba de calor de tamanho industrial, será parafusado no chão da New Belgium, substituindo uma das três caldeiras da cervejaria que expelem carbono para os céus do Colorado.
“Poderíamos simplesmente colocar uma dessas em qualquer uma de nossas quatro cervejarias”, disse Collins.
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‘Em qualquer lugar’
O vapor, ao que parece, é um jorro de carbono massivo e persistente.
O mundo está repleto de caldeiras industriais que se agacham sobre alguma forma de fogo e expelem vapor em um sistema de tubulações.
Os maiores consumidores de vapor são as fábricas de alimentos, bebidas, papel, produtos farmacêuticos e bioquímicos, que usam o calor para ajudar a catalisar reações químicas e manter limpo o maquinário complexo.
“Há muitas caldeiras em todos os lugares onde a biologia está envolvida”, disse Addison Stark, CEO e cofundador da AtmosZero, que foi reconhecida como vencedora do prêmio BloombergNEF Pioneer nesta semana.
Muitas vezes, o vapor não é nada mais complicado do que uma forma de calor. Os campi universitários e os grandes prédios de apartamentos geralmente têm grandes caldeiras que canalizam o vapor para dezenas de unidades residenciais espalhadas.
No total, as caldeiras industriais consomem cerca de 8% da energia primária do mundo e emitem 2,25 gigatoneladas de gases de efeito estufa por ano, o que equivale aproximadamente à pegada de carbono de 600 usinas de energia que queimam carvão.
Além disso, centenas dessas unidades estão funcionando em condados dos EUA que ultrapassaram os limites de poluição do ar.
Stark, que tem doutorado em Engenharia Mecânica pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), se fixou nesses números durante os lockdowns da covid-19, quando tinha muito tempo livre.
Ele aprimorou suas habilidades de panificação e tentou encontrar alguns frutos de carbono mais fáceis de serem consumidos em processos industriais há muito negligenciados. Ele percebeu que a humilde caldeira não havia mudado muito desde a Guerra Civil.
“Em grande parte, usamos o mesmo produto nos últimos 160 anos”, explicou Stark. “Pensei: ‘deveríamos reinventar isso’.”
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‘A F-150 das bombas de calor’
Esteticamente, a caldeira AtmosZero não tem nada de idade espacial. Ela parece uma grande mistura de transformadores elétricos e unidades de ar-condicionado de grande porte.
O interior do AtmosZero também não é tão notável, repleto de componentes que são bastante comuns em uma bomba de calor contemporânea: grades de metal, compressores que se aproximam de um motor a jato e tubos cheios de fluido refrigerante.
Se o AtmosZero tem um ingrediente secreto, por assim dizer, são os compressores da unidade.
Os componentes são desenvolvidos internamente para serem mais aerodinâmicos do que o normal e, portanto, capazes de fornecer vapor de alta temperatura com uma demanda de energia relativamente baixa.
Há muitas caldeiras elétricas no mercado.
Basicamente, elas pegam o ar e o aquecem com uma série de compressores e ventiladores até o ponto de ferver a água. O truque, para a maioria, é começar com ar quente, o que requer tubos ou dutos para reciclar o chamado “calor residual” de uma fábrica.
Se alguém construir uma fábrica do zero, é fácil planejar (e pagar) por essa tubulação extra. Mas para uma fábrica existente, como a cervejaria New Belgium, a despesa de capital pode superar os ganhos de carbono.
“O custo disso rapidamente torna a conversa quase impossível”, explica Collins, da New Belgium.
A caldeira AtmosZero, no entanto, é potente e eficiente o suficiente para produzir vapor a partir do ar ambiente, portanto, não precisa de dutos extras nem de uma instalação complexa.
Ela simplesmente fica no chão da fábrica como um aquecedor de ambiente em uma sala de estar. Durante uma onda de frio no final do inverno, ele conseguiu continuar bombeando vapor a 150°C enquanto puxava ar a -13°C.
Isso permite que a empresa adote uma abordagem de vendas pragmática: ela propõe um aparelho, não um projeto de construção. Sua caldeira requer muito menos licenças e aprovações regulatórias do que as unidades de combustão que ela pretende cancelar.
“É tipo plug and play, é tipo copiar e colar”, disse Stark. “É como a F-150 [picape best-seller da Ford] das bombas de calor.”
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Matemática sustentável
As fábricas americanas geralmente operam suas caldeiras com gás natural, que é relativamente barato.
Entretanto o caso do hardware AtmosZero – tanto do ponto de vista financeiro quanto ambiental – melhora em lugares como Japão, Coreia do Sul e Europa Ocidental, que dependem de combustíveis fósseis mais sujos e mais caros.
Por outro lado, a argumento de venda do AtmosZero só se fortalecerá à medida que as redes elétricas fizerem a transição para mais sustentabilidade, reduzindo ainda mais o custo operacional e as emissões da caldeira elétrica.
Da mesma forma, o AtmosZero apresenta uma maneira para as fábricas atenderem às normas de qualidade do ar.
Com o aumento das vendas, a empresa planeja expandir sua fábrica em Loveland, estado do Colorado, em cinco vezes.
Lembre-se de que ainda é cedo para as caldeiras industriais elétricas. A AtmosZero, no momento, só tem um cliente sobre o qual pode falar e uma unidade protótipo em operação na Colorado State University.
A fábrica da New Belgium no Colorado é um bom caso de teste.
A qualquer momento, ela está aquecendo cerca de 400 barris de cerveja em vários estágios do processo de fabricação e, com frequência, utiliza vapor extra para limpar seus copos, latas e barris.
O Colorado consome gás natural relativamente barato, o que mantém os custos da empresa baixos. Dito isso, o vapor é responsável por pouco mais de um quarto de toda a pegada de carbono da operação. A unidade AtmosZero reduzirá cerca de 9% de suas emissões de carbono, calcula Collins.
A matemática sustentável está a seu favor.
Cerca de 40% da eletricidade que alimenta a cervejaria vem de energia renovável. A empresa também está colhendo cerca de 15% de sua carga elétrica em suas instalações: ela tem uma pequena fazenda de energia solar e coleta o gás que sai da cerveja para alimentar dois geradores.
Quando a unidade AtmosZero começar a funcionar na cervejaria no início do próximo mês, ela produzirá cerca de um terço do vapor necessário para a instalação. Mais importante ainda, a caldeira AtmosZero estará financeiramente em pé de igualdade com as caldeiras de combustível fóssil, de acordo com Collins.
“É competitivo, mesmo sem o tipo de justificativa de sustentabilidade”, disse Stark. “Eu não queria desenvolver uma tecnologia que precisasse depender de prêmios ecológicos infinitos.”
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