Pesquisadores da ETH Zurich e da Carnegie Institution for Science mostraram como o fertilizante de nitrogênio pode ser produzido de forma mais sustentável. Isso é necessário não apenas para proteger o clima, mas também para reduzir a dependência do gás natural importado e aumentar a segurança alimentar.
E a produção de hidrogênio é extremamente intensiva em energia, exigindo atualmente grandes quantidades de gás natural ou, como na China, de carvão. Além de ter uma pegada de carbono correspondentemente grande, a produção de fertilizantes nitrogenados é vulnerável a choques de preços nos mercados de combustíveis fósseis.
Paolo Gabrielli, Cientista Sênior do Laboratório de Confiabilidade e Risco Engenharia na ETH Zurich, colaborou com Lorenzo Rosa, pesquisador principal da Carnegie Institution for Science em Stanford, EUA, para investigar vários métodos de produção neutros em carbono para fertilizantes nitrogenados.
Em um estudo publicado na revista Environmental Research Letters, os dois pesquisadores concluem que uma transição na produção de nitrogênio é possível e que tal transição também pode aumentar a segurança alimentar. No entanto, métodos de produção alternativos têm vantagens e desvantagens. Especificamente, os dois pesquisadores examinaram três alternativas:
- Produzindo o hidrogênio necessário usando combustíveis fósseis como no business-as-usual, só que em vez de emitir o gás de efeito estufa CO2 na atmosfera, ele é capturado nas plantas de produção e armazenado permanentemente no subsolo (captura e armazenamento de carbono, CSS).
Isso requer não apenas uma infraestrutura para capturar, transportar e armazenar o CO2, mas também mais energia. Apesar disso, é um método de produção comparativamente eficiente. No entanto, não faz nada para reduzir a dependência de combustíveis fósseis. - Produção de fertilizante eletrizante usando a eletrólise da água para produzir o hidrogênio. Isso requer em média 25 vezes mais energia do que o método de produção atual usando gás natural, portanto, consumiria grandes quantidades de eletricidade de fontes neutras em carbono.
Para países com abundância de energia solar ou eólica, esta pode ser uma abordagem atraente. No entanto, dados os planos para eletrificar outros setores da economia em nome da ação climática, isso pode levar à concorrência por eletricidade sustentável. - Sintetizando o hidrogênio para a produção de fertilizantes a partir da biomassa. Como requer muita terra arável e água, ironicamente este método de produção compete com a produção de alimentos. Mas os autores do estudo apontam que faz sentido se a matéria-prima for biomassa residual – por exemplo, resíduos de colheitas.
Os cientistas afirmam que a chave para o sucesso provavelmente será uma combinação de todas essas abordagens, dependendo do país e das condições locais específicas e dos recursos disponíveis. De qualquer forma, é imperativo que a agricultura faça um uso mais eficiente dos fertilizantes nitrogenados.
Lourenço Rosa:
“Lidar com problemas como excesso de fertilização e desperdício de alimentos também é uma maneira de reduzir a necessidade de fertilizantes.”
Índia e China em risco
No estudo, os cientistas também procuraram identificar os países do mundo em que a segurança alimentar está particularmente em risco devido à dependência de importações de nitrogênio ou gás natural. Os seguintes países são particularmente vulneráveis a choques de preços nos mercados de gás natural e nitrogênio: Índia, Brasil, China, França, Turquia e Alemanha.
A descarbonização da produção de fertilizantes reduziria, em muitos casos, essa vulnerabilidade e aumentaria a segurança alimentar. No mínimo, a eletrificação via renováveis ou o uso de biomassa reduziriam a dependência das importações de gás natural.
No entanto, os pesquisadores colocaram este ponto em perspectiva: todos os métodos de produção de fertilizantes nitrogenados neutros em carbono consomem mais energia do que o método atual de uso de combustíveis fósseis. Em outras palavras, eles ainda são vulneráveis a certos choques de preços – não diretamente nos mercados de gás natural, mas talvez nos mercados de eletricidade.
Produtores de nitrogênio enfrentam mudanças
A descarbonização provavelmente mudará a lista de países que produzem fertilizantes nitrogenados, apontam os cientistas em seu estudo. Do jeito que as coisas estão, as maiores nações exportadoras de nitrogênio são Rússia, China, Egito, Catar e Arábia Saudita. Com exceção da China, que tem de importar gás natural, todos esses países podem recorrer às suas próprias reservas de gás natural.
No futuro, os países que provavelmente se beneficiarão da descarbonização são aqueles que geram muita energia solar e eólica e também possuem reservas suficientes de terra e água, como Canadá e Estados Unidos.
Paulo Gabrielli:
“Não há como evitar o fato de que precisamos tornar a demanda agrícola por nitrogênio mais sustentável no futuro, tanto para cumprir as metas climáticas quanto por razões de segurança alimentar.”
A guerra na Ucrânia está afetando o mercado global de alimentos não apenas porque o país normalmente exporta muitos grãos, mas também porque o conflito elevou os preços do gás natural.
Isso, por sua vez, fez com que os preços dos fertilizantes nitrogenados subissem. Mesmo assim, sabe-se que alguns produtores de fertilizantes pararam a produção, pelo menos temporariamente, porque o custo exorbitante do gás torna a produção antieconômica para eles.
Uma fonte: https://www.potatopro.com