Um novo processo de fabricação de cimento que não precisa de calor e não é dependente de combustíveis fósseis: o “cimento verde”. Essa é a missão da PhD em eletroquímica Leah Ellis e de Yet-Ming Chiang, renomado professor de ciências de materiais do Instituto de Tecnologia de Massachusetts.
O cimento é um ingrediente necessário no concreto, fundamental para o setor da construção e infraestrutura global, porque é barato, forte e durável. Quatro bilhões de toneladas, o equivalente a 50 mil aviões totalmente carregados, são produzidos a cada ano, de acordo com um relatório de 2023 da empresa de consultoria de gestão McKinsey.
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O valor do mercado do cimento foi de US$ 323 bilhões em 2021 e deve chegar a US$ 459 bilhões até 2028, segundo a SkyQuest Technology Consulting. O pó de cimento é convencionalmente feito esmagando matérias-primas, incluindo calcário e argila, misturando-se com ingredientes como ferro e cinzas volantes, e colocando tudo em um forno que aquece os ingredientes até cerca de 1500 °C.
Como surgiu essa ideia?
- Fazer cimento usando eletroquímica foi ideia de Chiang. Os dois trabalharam juntos em 2018, logo depois que o professor fundou a Form Energy, uma empresa de baterias de longa duração.
- “Às vezes, as pessoas pagam para tirar energia de suas mãos. Em vez de colocar essa energia em uma bateria, e se pudermos usar essa energia renovável extra de baixo custo para fazer algo que, de outra forma, seria muito intensivo em carbono? E o primeiro da lista de coisas que são intensivas em carbono é o cimento”, disse Ellis à CNBC.
- Em 2020, Ellis e Chiang cofundaram a Sublime Systems para refinar e escalar o processo eletroquímico que criaram para fazer cimento.
- A empresa levantou US$ 50 milhões de alguns dos principais investidores de tecnologia limpa.
Como funciona o novo processo de refino do cimento?
- Ellis descreve o trabalho como o desenvolvimento do “veículo elétrico de fabricação de cimento”, que substitui um motor a combustão por um motor elétrico.
- “Acho que, para o leigo, é mais fácil para ele entender como pegamos esse processo de alta temperatura, movido a fósseis, e o substituímos por algo que é alimentado por elétrons. E estamos usando elétrons para empurrar essas reações químicas. Isso acontece em uma temperatura ambiente abaixo do ponto de ebulição da água”, explica Ellis.
A tecnologia serve apenas para fabricar cimento?
- O processo que utiliza eletroquímica para conduzir reações que antes precisavam de muito calor e de combustíveis fósseis é relativamente novo, mas não exclusivo para o cimento.
- Segundo a PhD, essa “é uma ferramenta enorme. Não acho que a Sublime seja a única que está aplicando eletroquímica à tecnologia limpa. Acho que a melhor maneira que temos de contornar os combustíveis fósseis é usar elétrons”.
- “A via eletroquímica costuma ser mais eficiente. Aquecer as coisas para fazê-las funcionar muitas vezes não é tão eficiente quanto a eletroquímica, que é um pouco mais cirúrgica, um pouco mais eficiente – ou pelo menos pode ser mais eficiente com os processos certos”, destaca Leah Ellis.
Benefícios ao meio ambiente
- O processo tradicional de fabricação de cimento gera aproximadamente 8% das emissões globais de dióxido de carbono, que são uma das principais causas do aquecimento global.
- “Descarbonizar a produção de cimento vai ser uma tarefa muito difícil. Haverá inúmeras abordagens, todas com desafios e a maioria das quais merece ser testada. Prefiro enfrentar nossos desafios porque vemos um caminho para completar a descarbonização em paridade de custo com o cimento de hoje, consumindo a menor quantidade de energia. No longo prazo, o processo de menor energia geralmente vence”, afirma o professor Yet-Ming Chiang.
- O novo processo de fabricação de cimento vai ao encontro da luta contra as mudanças climáticas. Hoje, há grandes estímulos para empresas verdes.
- Na Europa, por exemplo, é cobrada uma taxa sobre as emissões de dióxido de carbono de cerca de 80 euros, o equivalente a cerca de R$ 420, por tonelada métrica. Para Mark Mutter, fundador da Jamcem Consulting, uma consultoria independente do setor de cimento, isso é “uma grande penalidade financeira para os produtores e lhes dá um incentivo para investir” em tecnologia de cimento verde.
- “Os clientes estão fazendo fila para fazer parceria com a Sublime porque podem fornecer cimento livre de fósseis em um momento em que o resto da indústria está lutando para atingir as metas de emissões e cumprir as tarifas de carbono”, destaca Clay Dumas, sócio da LowerCarbon Capital.
Próximos passos
- A Sublime concluiu sua planta piloto no final de 2022 e passou alguns meses trabalhando em medidas de controle de qualidade.
- Agora, a Ellis está focada em levar o produto aos parceiros, e a empresa espera fazer seu primeiro projeto de construção até o final do ano.
- O próximo passo é passar da planta piloto de 100 toneladas para uma planta de demonstração de 30 mil toneladas por ano.
Com informações da CNBC.
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