Será que o dinheiro investido no maior projeto de metanol da história poderá ser recuperado?

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A indústria de metanol na China, à beira do abismo – Finance Headlines Network. Fonte: Finance Headlines Network. Autor: Martiano. Visualizações: 47411. Data de publicação: 29/11/2015, 16:07:38. O título parece um pouco sensacionalista, mas deixe-me contar uma história primeiro. Dizem que havia uma pessoa cuja família possuía alguns hectares de terra. No início, toda a área era cultivada com grãos, e a colheita anual chegava a mil quilos. Além de ser suficiente para alimentar a família, ainda restava algum excedente. Eles viviam de forma autossuficiente, em harmonia e felicidade. Um amigo, ao ver que ele não conseguia consumir toda a sua comida, deu-lhe uma dica: ele poderia usar a comida para fazer vinho. Afinal, o vinho é muito melhor do que água. 【Notícias originais】O mercado em alta ainda não acabou; as oportunidades estão agora! 【Foco】O título do Segundo Fórum de Alto Nível Internacional sobre o Caminho para uma Economia de Baixo Carbono na China parece um pouco sensacionalista, mas deixe-me contar uma história primeiro. Dizem que havia uma pessoa cuja família possuía alguns hectares de terra. No início, toda a área era cultivada com grãos, e a colheita anual chegava a mil quilos. Além de ser suficiente para alimentar a família, ainda restava algum excedente. Eles viviam de forma autossuficiente, em harmonia e felicidade. Um amigo, ao ver que ele não conseguia consumir toda a sua comida, deu-lhe uma dica: ele poderia usar os grãos para fazer vinho. Esse líquido é muito melhor do que água; beber um pouco dele durante as refeições torna a experiência mais agradável, além de dar a sensação de estar voando. A família ficou encantada, e então transformou toda a comida que ainda tinham em casa em vinho. Ao prová-lo, perceberam que era viciante. No ano seguinte, produziram ainda mais vinho, deliciando-se com aquele néctar maravilhoso. Finalmente, um dia, a família percebeu que as provisões, que antes eram tantas a ponto de não serem suficientes para um ano inteiro, agora eram insuficientes. Eles tinham que beber álcool com fome, e assim o vinho se tornou algo amargo. Qual é a causa disso? Na verdade, por mais que as pessoas mudassem os modos de consumir os grãos, como arroz, bolachas de arroz, massas feitas de arroz, etc., no fundo ainda se tratava de arroz. Mas, para transformar o arroz em vinho, são necessários 3 quilos de grãos para obter 1 quilo de vinho! Percebeu algum problema? É assim que a simples lei da conservação de energia entra em ação, manifestando-se, nas reações químicas, pelo cumprimento da segunda lei da termodinâmica. Qualquer reação bioquímica é, na verdade, uma forma de transferência de energia. Em condições naturais, a conversão de energia acontece de maneira direcionada; para que haja conversão na direção oposta, é necessário investir energia adicional, mais ou menos. Portanto, surge a questão de qual forma de energia é a melhor para esse fim. Assim como os alimentos mencionados anteriormente, além de serem utilizados na produção de bebidas alcoólicas, eles também podem ser transformados em combustíveis de base biológica ou em intermediários químicos. Geralmente, a indústria bioquímica consome uma grande quantidade de energia elétrica. Além do alto consumo energético, a viabilidade econômica também é um problema. Além disso, a conversão em massa desses materiais para atender às necessidades industriais ameaça a segurança alimentar da humanidade. Por isso, após o inicial entusiasmo, esse método de processamento foi gradualmente abandonado. E será que a indústria de metanol na China também está passando por uma situação semelhante, desenvolvendo de maneira imprudente aplicações em setores nos quais não deveria se envolver? Qual é, então, o melhor caminho para o desenvolvimento do metanol? Quais são as aplicações atuais do metanol que, daqui a alguns anos, serão substituídas por outros materiais químicos mais simples e econômicos, sendo assim gradualmente abandonadas? Especialmente com base naqueles materiais fósseis não renováveis: petróleo, gás natural ou carvão, qual deles é o mais econômico para a produção de metanol? Muitas vezes, os sinais de oferta e demanda no mercado podem enganar o mercado. O conceito de custo é relativo e em constante mudança. Especialmente quando as instalações químicas se tornam cada vez maiores, há um esforço para aumentar a capacidade de produção a fim de reduzir os custos marginais e aumentar a competitividade. Quando surgem produtos mais competitivos, o mercado existente é abalado. É assim que o mercado de produtos químicos se desenvolve continuamente, com novos produtos substituindo os antigos. Muitas indústrias que já foram prósperas hoje estão em declínio. No entanto, ainda existem algumas indústrias que continuam ativas, apesar de terem passado por séculos de mudanças. A regra geral é que apenas aquelas que conseguem alcançar a melhor eficiência energética são as mais viáveis. Existem centenas de maneiras diferentes de sintetizar um determinado produto químico. Podemos comparar os custos dos diferentes materiais para avaliar quais são as melhores opções. Mas, no final das contas, o que realmente importa é a quantidade de energia necessária para realizar essa reação, bem como a densidade de energia do produto resultante. Isso determina diretamente a eficiência com que esse produto poderá ser utilizado no futuro. Essa é a lógica fundamental. Na Europa e nos Estados Unidos, geralmente se utiliza a unidade de energia térmica MMBtu para medir o grau de eficiência no uso de determinada forma de energia. Essa afirmação tem grande valor prático, pois a definição de MMBtu é: a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 libra de água pura em 1°F ； Há uma analogia muito interessante no mundo da energia: a maior parte da energia humana é obtida por meio do “aquecimento de água”. Muitas pessoas podem não acreditar nisso, mas é realmente verdade. De acordo com os dados da EIA de 2012, 88% do petróleo bruto é utilizado como combustível. Apenas cerca de 12% é usado como matéria-prima para a indústria química, sendo transformado em materiais têxteis, plásticos, materiais de construção, além de produtos para cuidados pessoais, roupas, celulares, eletrodomésticos, tubos, móveis, entre outros. Em praticamente todos os itens que usamos no dia a dia, pode-se encontrar vestígios de produtos derivados do petróleo. No entanto, mesmo com essa ampla aplicação, eles representam apenas uma pequena parte do sistema total de uso de energia. Grande parte do petróleo é utilizada para “aquecer água” e gerar vapor, ou para ser transformada em gás que impulsiona turbinas a vapor para gerar eletricidade. Outra parte é usada como combustível para mover veículos. Em resumo, todas essas energias foram inicialmente utilizadas pela sociedade humana na forma de energia térmica. Esqueçam as energias renováveis: durante nossa vida, seu papel será sempre limitado. Por exemplo, no nosso país, cerca de 70% da energia gerada ainda vem do carvão. Nos Estados Unidos, em 2013, as energias renováveis representaram apenas cerca de 13% da energia total utilizada. No que diz respeito ao uso de energias renováveis em todo o mundo, as fontes como energia solar, eólica e das marés, que realmente não utilizam turbinas a vapor/gás para gerar eletricidade, representam apenas uma pequena porcentagem. http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/c7b774472645cdddc630d3e94e9649d1.jpg http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/d28f2bbfab7382ea7d01f9bf3e6ed323.jpg Voltemos ao tema principal deste texto: metanol. De acordo com a lógica apresentada acima, escolhemos o metanol como exemplo para analisar a eficiência energética de suas aplicações downstream e a densidade energética dos produtos finais. Dessa forma, podemos entender qual é a posição do metanol no sistema geral de utilização de energia na China, se essa posição é razoável, e para onde seu desenvolvimento pode seguir Ao comparar as aplicações do metanol no exterior com as aplicações no nosso país, percebe-se que a proporção de metanol transformado em formaldeído, ácido acético, metilamina, etc., é mais ou menos a mesma em ambos os casos. Além disso, a demanda por esses produtos também é relativamente estável. As principais diferenças estão relacionadas à demanda por combustível à base de metanol e dimetiléter. Há também uma demanda crescente por óleos aromáticos, gerada pelos processos MTO. Esses fatores são os responsáveis pelo crescimento explosivo da demanda por metanol na China. Mas, por que existe essa diferença? http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/2eb70c7b409b2cd25a246cdc8035e4b4.jpg
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1.1 Dimetiléter: O dimetiléter, também conhecido como metiléter, é abreviado como DME. Sob pressão normal, trata-se de um gás incolor ou de um líquido comprimido, com um aroma leve de éter. Densidade relativa (20°C): 0,666; ponto de fusão: -141,5°C; ponto de ebulição: -24,9°C. A pressão de vapor em temperatura ambiente é de aproximadamente 0,5 MPa. É semelhante ao gás liquefeito de petróleo (GLP). Solúvel em água e em vários solventes orgânicos, como álcool, éter, propano e clorofórmio. É inflamável; ao queimar, sua chama emite um leve brilho. O calor de combustão (no estado gasoso) é de 1455 kJ/mol. Em condições de temperatura ambiente, o DME é inerte, não se oxida facilmente, não é corrosivo nem cancerígeno. No entanto, sob exposição a radiação ou calor, ele pode se decompor em metano, etano, formaldeído e outros compostos. http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/7b2baed1d665f6a791d995f48f220475.jpg Como um novo material químico básico, o dimetiléter tem muitas aplicações. Geralmente, devido às suas boas propriedades de compressibilidade, condensação e vaporização, o dimetiléter é amplamente utilizado na indústria química, especialmente em setores como a farmacêutica e a produção de pesticidas. O dimetiléter de alta pureza pode substituir os freons como agente de spray em aerossóis e como refrigerante, reduzindo assim a poluição do meio ambiente e os danos à camada de ozônio. Uma das principais razões pelas quais a demanda por dimetiléter na China é diferente da de outros países é a substituição do gás combustível para uso doméstico. Devido ao controle monopolístico sobre os preços do LPG, gasolina e diesel no país, as empresas privadas têm grandes expectativas em relação ao uso do dimetiléter como substituto para esses combustíveis. Na verdade, já há 10 anos que o dimetiléter é utilizado na mistura com diesel no país. Embora não existam regulamentos ou padrões claros, os altos preços dos combustíveis fizeram com que o uso do dimetiléter como substituto do LPG, gasolina e diesel se tornasse rentável. Além disso, o dimetiléter pode ser usado como gás de compensação nos sistemas de gás encanado urbano, bem como como componente na mistura de gás liquefeito. Por isso, a demanda por dimetiléter no país é claramente maior do que no exterior. O problema atual é que a produção de dimetiléter ocorre, atualmente, principalmente a partir de gás natural, carvão ou gás de coque. Existem dois métodos para essa produção: o “método de uma etapa” e o “método de duas etapas”. No entanto, na prática, a reação principal ainda exige que se produza primeiro o metanol, e só depois o metanol é submetido a um processo de desidratação e condensação para formar o dimetiléter. O consumo energético total para a produção de metanol a partir do gás sintético, na fase inicial, é de aproximadamente 46 GJ/kg. A reação de condensação do metanol para formar dimetiléter libera cerca de 744 KJ/kg de calor. Já o calor de combustão do próprio metanol é de aproximadamente 19530 KJ/kg. Portanto, fica claro que, para obter dimetiléter com um calor de combustão de aproximadamente 36120 KJ/kg, é necessário perder até ~50 GJ/kg de energia durante o processo de síntese de dois moléculas de metanol. Em resumo, o resultado final não difere muito do uso direto do metanol como combustível ； Sendo que o valor calórico do dimetiléter é apenas cerca de 2/3 do do LPG, não faz sentido utilizá-lo no lugar do LPG nas redes de distribuição de gás. Afinal, o LPG é um importante material químico industrial. Embora sua densidade energética seja aproximadamente 2,8 vezes maior que a do gás natural, este último é mais limpo e ecológico, além de ser mais prático de usar. Portanto, no futuro, o gás natural continuará sendo o principal produto no mercado de gás. Assim, o dimetiléter não tem muito espaço no mercado. Se o dimetiléter não conseguir se firmar no mercado de substitutos de combustível, e até mesmo for substituído por outros materiais, sua participação na demanda geral diminuirá ainda mais nos segmentos relacionados ao metanol no futuro. Essa é uma tendência que pode ser observada claramente. 1.2 Combustível de metanol: O metanol é utilizado como combustível na China por duas maneiras. Uma delas é através da mistura com gasolina, resultando em produtos como M15, M30, M85, M100, entre outros, que são vendidos em postos de gasolina comuns. A outra maneira é a produção direta de gasolina a partir do metanol, pelo processo MTG. Com o desenvolvimento da indústria química baseada no carvão, esse método tem ganhado cada vez mais interesse no mercado. http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/21a7c30bc2a3532cfa3abfac21e67cc1.jpg Na verdade, de acordo com os dados da EIA, a densidade energética do metanol é aproximadamente metade da do gasolina; portanto, ele é inferior ao etanol ou ao gás natural. Os benefícios são um aumento na concentração de oxigênio e uma queima mais limpa, enquanto as desvantagens são a alta toxicidade e a facilidade de corrosão. 1.2.1 Mistura de metanol com gasolina: Atualmente, a mistura de metanol com gasolina é considerada uma fonte de energia alternativa no país. Em 2012, o Ministério da Indústria emitiu uma ordem para que se realizassem testes piloto em regiões como Shanxi, Shaanxi e Xangai. No entanto, até agora, esses projetos não tiveram sucesso em nenhum desses locais. Do ponto de vista econômico, quanto maior a proporção de metanol na mistura, mais atrativa ela se torna; o ideal é M100. O problema é que o maior desafio da adição de metanol à gasolina é o fato de que o formaldeído e o ácido fórmico, produzidos durante a combustão, causam sérios danos por corrosão e desgaste no motor. Mesmo com o uso de aditivos caros como corretivos de corrosão, os resultados são insuficientes. Estudos realizados pela empresa americana Ford mostraram que, ao usar gasolina com metanol, a concentração de ferro no óleo lubrificante do motor é 5,2 vezes maior do que quando se usa gasolina sem chumbo. O desgaste do motor ocorre principalmente nos anéis dos pistões e nas paredes dos cilindros. Além disso, o alto calor de evaporação do metanol faz com que ele não se vaporize corretamente, vindo a atingir as paredes dos cilindros. Isso faz com que a camada de óleo lubrificante seja diluída, causando séria emulsão e, consequentemente, desgaste dos componentes do motor devido ao atrito. Os resultados da pesquisa RIPP também mostram que a gasolina com metanol causa corrosão na camada de chumbo e estanho presente nos tanques dos carros. A propriedade hidrofílica do metanol faz com que ocorra uma separação de fases facilmente, mesmo na presença de pequenas quantidades de umidade, o que afeta o armazenamento e o funcionamento normal do carro. Além disso, o metanol é um tóxico neurológico típico, que pode ser absorvido pelas vias respiratórias, pelo trato gastrointestinal e pela pele. Ele danifica as mucosas das vias respiratórias e a visão, além de afetar significativamente o sistema nervoso e o sistema sanguíneo do corpo humano. O desenvolvimento e a aplicação da gasolina com metanol começaram no exterior durante a segunda crise do petróleo, na década de 1970. Com o objetivo de encontrar fontes de energia alternativas, países como Alemanha, Estados Unidos e Japão investiram em pesquisas relacionadas ao combustível de metanol e às tecnologias necessárias para veículos movidos por esse combustível. Já na década de 70, os Estados Unidos investiram fortemente no desenvolvimento de carros movidos a metanol, como o M85 e o M100. No entanto, segundo estatísticas, após 1998, houve uma redução no número de carros movidos a metanol nos EUA, além da diminuição do uso do próprio metanol como combustível. Isso se deve a vários fatores. As desvantagens do metanol como combustível para automóveis, especialmente seu caráter tóxico, fazem com que ele não seja bem visto no mercado americano, onde há grande importância dada à saúde, à segurança e à qualidade de vida. Além disso, combustíveis alternativos como GNL e eletricidade são mais seguros e ambientalmente amigáveis, o que faz com que o metanol seja cada vez mais abandonado como combustível alternativo. Além disso, os fabricantes de automóveis dos Estados Unidos e do Japão se opõem firmemente à adição de metanol à gasolina. Na norma americana ASTM 4814 para gasolina sem chumbo utilizada em veículos, é estabelecido que a concentração máxima de metanol não pode ultrapassar 0,3% em volume. Nos “Padrões Mundiais de Combustível”, publicados em dezembro de 1998 pela Organização Mundial dos Fabricantes de Automóveis, foi estabelecido que “não é permitido o uso de metanol”. Mesmo na Europa, embora a regulamentação 85/536/EEC permita que a gasolina contenha até 3% de metanol, os dados estatísticos mostram que, na prática, é adicionado menos de 0,1-0,5% de metanol ao combustível. Como a tecnologia atual ainda não consegue resolver adequadamente o problema da corrosão causada pelo metanol na gasolina, fabricantes de automóveis como a General Motors e a Ford indicam claramente nos manuais do usuário que os danos em veículos que utilizam gasolina com metanol não estão cobertos pela garantia. Em algumas regiões do país, são realizados experimentos com a mistura de metanol. A principal razão para isso é a pressão dos altos preços do petróleo nos últimos anos. Além disso, algumas regiões ricas em carvão produzem grande quantidade de metanol, o que motiva os esforços para promover seu uso no mercado. Considerando a análise das experiências internacionais acima, é pouco provável que o Ministério da Indústria concorde em expandir o escopo dos projetos-piloto nos próximos anos. Além disso, a proporção de metanol misturado provavelmente permanecerá dentro da faixa atual de 15% a 85%. Com isso, a quantidade total de metanol no mercado de projetos-piloto não aumentará. E, à medida que o uso do gás natural se expandir gradualmente, esse mercado continuará a encolher. 1.2.2 A produção de gasolina a partir de metanol, ou MTGMTG, desenvolveu-se com o crescimento da indústria química baseada no carvão nos últimos anos. Do ponto de vista tecnológico, trata-se de um método bastante maduro. Se considerarmos apenas o carvão como critério de distinção, na verdade existem dois tipos. O primeiro é o carvão utilizado para a liquefação direta em combustíveis como gasolina e diesel. Esse processo se baseia na síntese F-T de gás sintético. Para que esse processo funcione bem, é necessário que o carvão tenha uma qualidade elevada: sua percentagem de cinzas deve ser inferior a 5%. Além disso, o carvão precisa ter boa atividade e facilidade de moagem. Quanto menor for o teor de elementos estranhos como enxofre e nitrogênio, melhor. No entanto, esse processo consome muita energia, o que limita seu uso no país ； Outro método é a liquefação indireta: o carvão ou o gás natural são primeiro transformados em metanol, e depois esse metanol é usado para produzir gasolina. Esse processo não exige grandes quantidades de carvão, e seu tamanho pode ser ajustado conforme necessário. Além disso, é possível produzir esse tipo de combustível mesmo em regiões costeiras distantes das áreas onde o carvão é extraído, desde que haja acesso ao metanol importado. Por isso, esse método é muito popular no país. No processo de reação MTG, o metanol é primeiro desidratado para formar dimetiléter. Em seguida, o metanol, o dimetiléter e a água são transformados, sob a ação de um catalisador, em olefinas leves (C2–C4). Depois disso, ocorre uma adição adicional, resultando em misturas de olefinas de cadeia mais longa, parafinas/norparafinas, aromáticos e cicloalcanos. Em geral, o consumo de matéria-prima por tonelada é de 2,5 metros cúbicos de metanol por litro de gasolina. A energia liberada durante o processo é de 1,74 MJ/kg. A energia fornecida externamente é de aproximadamente 360 KJ/mol. Na verdade, considerando a densidade energética do próprio metanol, que é metade da do gasolina, a energia necessária para obter a forma final de gasolina equivale a 16 vezes mais energia do que a necessária para usar metanol. Se considerarmos que o gasolina MTG também contém uma quantidade elevada de tetrametilbenzeno, para reduzi-lo é necessário realizar hidrogenação a fim de melhorar a qualidade do óleo, o que aumentará ainda mais o consumo de energia. Portanto, em termos de eficiência energética, o MTG continua a ser pouco econômico. Teoricamente, só deveria ser considerado como combustível alternativo à gasolina quando os preços do petróleo estiverem altos e houver excesso de metanol. 1.3 A produção de óleos aromáticos a partir de metanol, por meio dos processos MTOMTO e MTG, também se desenvolveu com o crescimento da indústria química baseada no carvão nos últimos anos. **Após a entrada em operação dos projetos Shenhua Baotou MTO, Ningmei MTP e Datang Dolun MTP, outras regiões também não conseguiram resistir à tentação dos altos lucros obtidos com a produção de polióleos, diante dos altos preços do petróleo. Muitas regiões passaram a instalar unidades semelhantes. Até mesmo algumas áreas que não são bases de produção de carvão importam metanol para utilizar em processos MTO. Todas aguardavam ansiosamente a publicação dos relatórios finais dos três projetos-piloto iniciais. No entanto, até agora, esse relatório de resumo ainda não foi divulgado. Mas já há um sinal de que **começaram a restringir as condições para acesso, elevando os requisitos necessários. Por exemplo, de acordo com os requisitos estabelecidos no plano “12º Plano Quinquenal” para projetos-piloto de química do carvão moderna, a eficiência na conversão de energia deve ser de pelo menos 40%; o consumo de carvão por tonelada de olefina não deve exceder 5,3 toneladas (convertidas em carvão padrão); e o consumo de água potável por tonelada de carvão padrão não deve ultrapassar 4 toneladas ； Se for alcançado um nível avançado, é necessária uma eficiência na conversão de energia de pelo menos 44%, um consumo de carvão por tonelada de olefina de no máximo 5 toneladas (convertidas em carvão padrão), e um consumo de água potável por tonelada de carvão padrão de no máximo 3 toneladas. Não se sabe em que nível se encontra a qualidade da Shenhua; provavelmente ainda não atingiu um nível avançado, caso contrário, isso teria sido mencionado. No entanto, a eficiência de conversão na geração de energia por queima de carvão nos tempos modernos é de aproximadamente 40 a 45%. Diz-se que o IGCC consegue alcançar uma eficiência ainda maior, de cerca de 50%. Portanto, **exige-se que a eficiência de conversão da energia obtida a partir do carvão seja pelo menos semelhante à da geração de energia térmica. Vamos ver se isso realmente acontece? Tomando como exemplo o processo CTO, que é o mais popular atualmente, todo o processo é dividido em três etapas: gaseificação do carvão para produção de gás sintético, conversão do gás sintético em metanol, e, por fim, conversão do metanol em olefinas, ou seja, o processo MTO. Em geral, com o nível tecnológico atual, a relação é de aproximadamente 2,7:1 para a produção de metanol a partir de carvão; em seguida, há uma relação de cerca de 3:1 para a produção de óleos aromáticos a partir de metanol. O valor de combustão do carvão padrão de 1 kg é de 29.306 KJ, enquanto o do metanol é de 19.530 KJ/kg. Já o dos polióleos é de quase 40.000 KJ/kg, o que é comparável ao dos combustíveis fósseis. Analisando uma unidade de produção de olefinas com capacidade de 600 mil toneladas por ano, a eficiência na conversão de energia é de aproximadamente 45% no primeiro estágio, e de 70 a 80% no segundo estágio. No total, a eficiência é de cerca de 30%. Portanto, em termos de eficiência, o processo CTO/MTO também apresenta alto consumo de energia e baixa taxa de conversão. No entanto, se considerarmos a densidade energética do produto final, veremos que há diferenças. Afinal, os poliolefinos não são utilizados para geração de energia por meio da queima, nem para adição à gasolina com o objetivo de mover carros. Sua principal função é serem transformados em diversos produtos utilizados em todos os aspectos da vida humana. A maior diferença entre a produção química e a produção de energia é que, na produção de energia, a entropia térmica acaba sendo queimada para liberar energia, enquanto, nos produtos resultantes da produção química, a maior parte da entropia térmica permanece dentro dos próprios produtos. Dessa perspectiva, na produção química, basta buscar ao máximo a reutilização dos recursos. Embora a taxa de conversão de energia ao longo de todo o ciclo de vida não seja alta, ainda é possível preservar essa energia. Mesmo que haja perda de 20 a 30% de energia em cada processo, isso ainda é melhor do que queimar os materiais para gerar CO2 e H2O, tornando assim difícil recuperá-los na forma de alcanos. Como a densidade energética das substâncias químicas não é baixa, e seu ciclo de vida energético é mais longo em comparação com combustíveis como a gasolina, parece que não se pode rejeitar de imediato as perspectivas do MTO. No entanto, há dois fatores importantes que limitam o desenvolvimento dessa tecnologia: a concorrência no processo de produção de metanol a partir de gás natural, e qual é realmente a demanda pelo polióleo no mercado interno? Quando se fala da demanda por polióleos, leva-se em consideração principalmente a enorme população da China. Muitos profissionais do setor costumam citar a tabela abaixo para demonstrar que ainda há muito espaço para o crescimento do mercado de polióleos no país. Mas será que isso realmente é verdade? Afinal, os polióleos ainda não são materiais estratégicos. A China não precisa expandir sua produção de etileno para alcançar uma autossuficiência de 100% em polióleos, ignorando as realidades energéticas do país. Importar produtos de polióleos a preços baixos do exterior também é uma boa opção; isso pode aliviar a pressão sobre o fornecimento de energia no país e reduzir a poluição ； Além disso, o consumo de polióleos no país já se aproxima da média mundial. É irrealista esperar que o nível de consumo per capita de polióleos na China chegue ao mesmo nível dos Estados Unidos. Pelas duas figuras abaixo, pode-se ver que, por um longo tempo ainda, a China provavelmente manterá um consumo por unidade de PIB semelhante ao dos países desenvolvidos. No entanto, a diferença no PIB per capita permanecerá praticamente a mesma. Ou seja, a demanda per capita por produtos químicos não conseguirá atingir o nível dos países desenvolvidos; no máximo, alcançará a média mundial. Em outras palavras, o espaço de crescimento do mercado de polióleos não é tão grande quanto se imagina! Do ponto de vista das rotas químicas de produção, os materiais de entrada para a fabricação de metanol são, principalmente, gás sintético (CO2, CO e H2) ou CH4. O primeiro é obtido principalmente a partir do processamento de carvão, enquanto o segundo vem do gás natural ou do gás de xisto. Muitos artigos já chegaram a conclusões sobre o que é melhor ou pior, considerando fatores como custos. Aqui, ainda assim, a análise será feita do ponto de vista da eficiência no uso de energia. O metanol produzido a partir do carvão é obtido por meio da conversão em gás de água, em fornos de gasificação. Em seguida, é feita a ajuste da proporção entre hidrogênio e carbono, em fornos de conversão, para que seja possível produzir metanol no tanque de síntese ； A produção de metanol a partir de gás natural consiste em transformar o CH4 em gás sintético, que é então utilizado em uma torre de síntese para produzir metanol. Portanto, seja gás de xisto, gás resultante da gasificação do carvão, gás de coque ou gás natural, o processo fundamental para a produção de metanol continua sendo a utilização de gás sintético contendo CO2, H2O, CO e H2. A diferença está apenas no ajuste da proporção entre hidrogênio e carbono antes da entrada no reator de conversão. Teoricamente, são necessários pelo menos 23 GJ de energia para produzir 1 t de metanol. Já na produção de metanol a partir de gás natural, são necessários 29–31 GJ de energia. Na produção de metanol a partir de carvão, como não é preciso ajustar frequentemente a proporção entre hidrogênio e carbono, o consumo energético é ligeiramente menor, ou seja, 28–29 GJ. Portanto, a diferença entre os dois métodos não é significativa. Dado o escasso recurso de gás natural em nosso país, será necessário importá-lo em grandes quantidades no futuro. Além disso, o gás natural é um combustível limpo, utilizado principalmente como combustível urbano. Por isso, em agosto de 2007, a Comissão de Desenvolvimento e Reforma emitiu a “Política de Utilização do Gás Natural”, proibindo o uso do gás natural na produção de metanol, bem como restringindo seu uso na produção de amônia sintética, acetileno, clorometano e outros produtos. As variáveis do gás natural vêm de fora do país. Devido à abundância de gás natural no Oriente Médio e na América do Norte, além das dificuldades em transportá-lo, faz sentido transformar o gás natural em outros produtos químicos líquidos ou sólidos. Isso requer pouca energia, mas os produtos resultantes têm alta densidade energética, o que os torna adequados para transporte a longas distâncias. Com o nível tecnológico atual, o metanol é a opção mais adequada. É claro que os Estados Unidos ainda estão explorando essa possibilidade. Se o CH4 puder ser transformado diretamente em óleos alifáticos, sem a necessidade de passar pela etapa de conversão em gás sintético e, em seguida, em metanol, isso seria outra revolução para a indústria química! Porque reduzir o número de etapas de reação significa diminuir a perda de energia. Além disso, a densidade energética dos polióleos é duas vezes maior do que a do metanol. Como são sólidos, eles são mais adequados para transporte. Portanto, no futuro, o que será importado do exterior por via marítima não será mais metanol, mas sim vários tipos de polióleos! Recentemente, surgiram sinais de que a Siluria, uma pequena empresa de engenharia e tecnologia dos Estados Unidos, realizou uma cerimônia de inauguração em sua fábrica de testes no Texas. A empresa tornou-se a primeira do mundo a conseguir converter gás natural em etileno em escala industrial. Além disso, os executivos da Siluria foram convidados pelo Departamento de Energia dos EUA para discutir questões relacionadas à política energética futura do país. Os Estados Unidos já perceberam que essa nova abordagem pode ter um valor estratégico para seus setores energético e industrial, e estão considerando a criação de políticas para promover o desenvolvimento dessas indústrias. De acordo com os dados da IEA em 2012, a demanda por gás natural nos Estados Unidos é principalmente para geração de energia e aquecimento. Em termos de energia, isso representa 77% do consumo total de energia, ou seja, cerca de 21.339.716 TJ. Já as aplicações industriais representam apenas 17%, incluindo necessidades como o aquecimento durante os processos de produção. Nem todo o gás natural é utilizado na produção de outros produtos químicos. Se analisarmos as mudanças no uso do gás natural na indústria americana ao longo dos últimos anos, os dados da EIA mostram que essa tendência de mudança não é significativa. Isso indica que, nos Estados Unidos, ainda há uma abordagem cautelosa em relação ao uso do metano, que é utilizado principalmente para geração de energia e aquecimento, e não para a produção de metanol, que por sua vez seria transformado em poliólefinos por meio do processo MTO. Mesmo assim, os Estados Unidos possuem grandes recursos de gás de xisto. http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/81afec1fe9a667e1f66e4c03f6362b13.jpg
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3. Conclusão
Em resumo, a maior parte da demanda por metanol em nível global é relativamente estável. A taxa de crescimento fica abaixo de 10%, o que não é suficiente para sustentar um rápido aumento na capacidade de produção de metanol no futuro ； Esperar que o metanol alcance avanços como substituto de combustíveis, e assim mudar a estrutura energética da China, não é realista nem viável. Por enquanto, parece que apenas o CTO/MTO ainda tem alguma vitalidade, mas isso também não é garantido. Nos livros de estratégias militares da antiguidade chinesa, diz-se: “Cerque três e deixe um”. Enquanto buscam meios mais eficazes para transportar essa energia, eles precisam do enorme mercado chinês para absorver o gás natural excedente. A exportação de metanol é esse “um” que resta. Eles raramente constroem novas instalações de processamento de gás natural. É evidente que eles têm confiança em encontrar maneiras melhores de exportar metano, além do GNL e do metanol. No futuro, a produção direta de etileno a partir do metano será uma dessas maneiras. Quando isso acontecer, e o metanol perder seu papel de elo entre a energia e a indústria química, quanto espaço ainda restará para a imaginação? Atualmente, ainda é incerto se o dinheiro investido nos “maiores projetos da história” poderá ser recuperado. Portanto, num mercado de CTO/MTO que está em pleno desenvolvimento, alguém precisa intervir e trazer um pouco de realismo à situação: a indústria de metanol na China realmente está à beira do abismo! Referências:
1. Jiang Yunfeng, Deng Shuping. Análise técnico-econômica das soluções para produção de gasolina a partir de metanol. Chemical Industry Progress, 2010(29).
2. Huang Qing, Luo Laitao. Situação atual e análise econômica dos processos de síntese de metanol e dimetiléter. Clean Coal Technology, 2006,12(4).
3. Wang Ying, Ren Shixuan et al. Análise do consumo energético na produção de metanol a partir de gás natural. Applied Chemical Engineering, 2003,32(3).
4. Tang Hongqing. É necessário atualizar os métodos de produção de olefinas a partir de carvão. Nitrogen Fertilizer Technology Reform, 2011(4).
5. Aligoli Amir Nazmi Afshar. Chemical Profile: Methanol, 2011.
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