Os fertilizantes sintéticos desempenham um papel fundamental na produção global de alimentos, sendo que os fertilizantes à base de azoto, por si só, apoiam a nutrição de cerca de metade da população mundial.
No entanto, acarretam custos ambientais significativos, bem como preocupações de segurança alimentar. Estas estendem-se tanto à aplicação a jusante dos fertilizantes nas explorações agrícolas, como à sua produção e distribuição a montante. Nesta postagem do blog, estamos nos concentrando no último problema.
Por que nitrogênio?
O nitrogênio é um nutriente essencial para as culturas, facilitando processos cruciais como o crescimento da folhagem, a síntese de aminoácidos e o desenvolvimento da clorofila. Na natureza, as plantas absorvem nitrogênio do solo, onde é fixado no ar em várias formas biodisponíveis pelos micróbios.
Durante o 19th No século XIX, cientistas e engenheiros correram para encontrar maneiras de sintetizar nitrogênio para impulsionar o cultivo além do que esses micróbios naturais tornavam possível. O resultado desses esforços é o processo Haber-Bosch, que permite a produção industrial de amônia em larga escala; um composto contendo nitrogênio que é o precursor da maioria dos fertilizantes nitrogenados usados atualmente.
Produção e distribuição de fertilizantes = emissões acumuladas
O processo Haber-Bosch convencional funciona através da reação do nitrogênio do ar com hidrogênio proveniente de combustíveis fósseis, normalmente gás natural. Os combustíveis fósseis também são necessários para criar as altas temperaturas necessárias para que esta reação ocorra. A natureza intensiva de energia da produção tradicional de fertilizantes representa algo em torno de 1-2% do uso total de energia global e 1-2% do total de emissões globais de gases de efeito estufa.
Além disso, para alcançar as economias de escala necessárias à produção em massa, a indústria é altamente centralizada. Como resultado, é necessário transporte de longa distância para levar o fertilizante aos seus utilizadores finais (isto é, explorações agrícolas). Isto acumula ainda mais emissões e também deixa os fertilizantes profundamente sensíveis aos choques na cadeia de abastecimento. Por exemplo, os preços dos fertilizantes dispararam entre 2020-2022 devido a perturbações relacionadas com a Covid, pequenos stocks, a escalada do conflito Russo-Ucrânia e uma proibição efectiva de exportação imposta pelos principais produtores e distribuidores chineses.
No entanto, a procura de fertilizantes continua a aumentar, principalmente por parte dos países de rendimento mais baixo, que têm maior necessidade de nutrientes para aumentar os rendimentos e estão normalmente localizados mais distantes dos pontos de produção.
Rumo a uma indústria descentralizada
O reconhecimento da necessidade de mitigar estes problemas de consumo de energia, emissões e ineficiências da cadeia de abastecimento estimulou a inovação em torno de modelos de produção distribuída de fertilizantes. Tais modelos visam minimizar as necessidades de transporte e aumentar a sustentabilidade, aproximando a produção de fertilizantes dos utilizadores finais e, ao mesmo tempo, alavancando abordagens “mais limpas” à fixação de azoto.
Em termos gerais, surgiram duas categorias:
- Produção localizada/regional de média escala: Trata-se de uma produção numa escala ligeiramente inferior à das instalações tradicionais da Haber-Bosch, mas operando geralmente segundo as mesmas linhas (ou seja, “amónia verde”). O principal diferencial aqui é que o hidrogênio necessário para produzir amônia é proveniente da água por meio de eletrólise; enquanto a energia renovável, normalmente proveniente de instalações solares ou eólicas co-localizadas, alimenta o processo em vez de hidrocarbonetos. Exemplos de inovadores que adotam esta abordagem incluem FertigHy, que está a planear uma fábrica de amoníaco verde em Espanha para produzir fertilizantes sustentáveis para os agricultores europeus.
- Produção no local em microescala: Esta abordagem visa levar o conceito de descentralização ao seu limite. Envolve unidades de produção compactas, muitas vezes alojadas num contentor de transporte, que podem produzir fertilizante suficiente para uma exploração agrícola individual ou comunidade. Dentro deste modo de produção local, os inovadores geralmente exploram dois métodos de fixação de nitrogênio:
Vantagem do titular?
Apesar das perspectivas promissoras da produção distribuída, os desafios persistem. As empresas de fertilizantes existentes tendem a concentrar-se na integração de tecnologias de captura e armazenamento de carbono em instalações tradicionais da Haber-Bosch (ou seja, “amónia azul”) e em intervenções a jusante, tais como insumos biológicos que aumentam o azoto. Com algumas exceções, eles se envolveram apenas minimamente com tecnologias distribuídas de média e microescala.
Em vez disso, os intervenientes das indústrias alimentar e energética estão a impulsionar o envolvimento empresarial em soluções distribuídas. Os exemplos incluem o teste de campo da Nitricity de sua tecnologia de fixação de nitrogênio no local com a Olam Food Ingredients, e a Heineken e a RIC Energy se tornando investidores fundadores da FertigHy.
No domínio das soluções em microescala, os VCs de tecnologia lideraram investimentos em estágio inicial em start-ups como Nitricity e Jupiter Ionics. Entretanto, investidores em infra-estruturas como a Macquarie estão a demonstrar interesse em empreendimentos de média escala, como Atlas Agro.
À medida que as regulamentações ambientais se tornam mais rigorosas nas principais jurisdições e novos mercados de amônia verde para usos como combustível e armazenamento de energia vêm à tona, podemos esperar que um grupo seleto de inovadores em fertilizantes colha os benefícios. A capacidade de explorar novos mercados de amoníaco significa oportunidades de receitas diversificadas que poderiam atrair mais interesse dos operadores históricos, especialmente para inovadores com ofertas tecnológicas únicas.
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- Fonte: https://www.cleantech.com/distributed-fertilizer-supply-is-crucial-for-future-food-security-and-sustainability/
