Metanol a partir de gás natural e de CO2

Estamos a desenvolver sistemas mais eficientes para transformar gás natural e dióxido de carbono em metanol, um vetor de energia e um intermediário para a indústria química com grande potencial.


Tecnologia

Estamos focados no metanol como um intermediário para a indústria química, como um combustível e principalmente como um vetor de energia alternativa ao hidrogénio. Temos vários projetos em curso nesta área, principalmente relacionados com tecnologias que obtêm o metanol de forma mais eficiente a partir do metano e de resíduos não-recicláveis. O primeiro tem que ver com a tecnologia Short Contact Time – Catalystic Partial Oxidation (SCT-CPO), que desenvolvemos em conjunto com a Sabic. O segundo tem que ver com um projeto experimental na nossa refinaria de Livorno chamado “Waste to Methanol”, no qual obtemos metanol a partir de plasmix e Solid Recovered Fuel (SRF). Olhando para o futuro, estamos a examinar com interesse a possibilidade de obtê-lo diretamente a partir da hidrogenização do CO2; embora este seja um processo com um alto custo energético, as suas metas podem ser atingidas com energia renovável.


Contexto

O metanol oferece grandes oportunidades para as indústrias química e de energia, e a sua procura nos mercados internacionais está em constante crescimento. O álcool mais simples, a sua característica mais importante é a capacidade de transportar energia de forma eficiente, tornando-o um excelente vetor de energia. Ao contrário de uma fonte de energia encontrada pronta na natureza, um vetor é “criado”, armazenando energia nas suas ligações químicas, o que permite transportar facilmente essa energia e libertá-la após ser utilizada. O metanol é altamente versátil devido a algumas propriedades específicas: é líquido à temperatura ambiente, solúvel em água e biodegradável. O metanol pode ser obtido a partir do metano e é mais fácil de transportar do que o gás, o qual requere infraestruturas maiores como gasodutos, navios de transporte, instalações de liquefação, de transporte e de regaseificação. Além disso, o metanol pode ser usado diretamente como combustível para veículos terrestres ou marítimos ou para gerar eletricidade, com uma clara redução de poluentes como NOx, SOx e particulados. Outras vantagens têm que ver com o facto de o metanol poder ser usado em ciclos de produção na indústria química bem estabelecidos, como o fabrico de plásticos, vestuário e mobília.


Desafio tecnológico

Estamos a atravessar uma fase de transição na energia obtida a partir dos combustíveis fósseis para a energia obtida a partir de fontes renováveis; o gás natural é uma fonte de energia com um baixo valor de carbono, o que resulta em menores emissões de CO2, sem comprometer a quantidade de energia gerada. O metano, o principal componente do gás natural, está a tornar-se um elemento chave no atual cenário energético e uma das principais fontes para se obter metanol, com o gás de síntese no estágio intermediário. Nesta fase é implementada a tecnologia Short Contact Time – Catalystic Partial Oxidation (SCT-CPO): desenvolvida em conjunto com a Sabic, esta tecnologia inovadora tem uma elevada eficiência energética e um design compacto, o que a torna versátil e pode ser instalada diretamente em plataformas off-shore ou em navios. Por esta altura, o gás de síntese produzido diretamente a partir do gás natural pode ser usado para sintetizar o metanol, ou para outros ciclos de produção, com elevada eficiência e emissões de CO2 reduzidas. O projeto Waste to Methanol está atualmente em fase de configuração e envolve a construção na refinaria de Livorno de uma fábrica para produzir metanol a partir de Combustível Sólido Recuperado, o qual é obtido a partir dos resíduos urbanos sólidos, não-perigosos, e de plasmix (plásticos não-recicláveis). A reação acontece em ambiente fechado, sem emissões diretas, e a uma temperatura suficientemente elevada para impedir a formação de dioxinas ou outros compostos orgânicos tóxicos, resultando na vitrificação do material inerte presente na matéria-prima. As emissões são significativamente reduzidas quando comparadas com aquelas relacionadas ao processo de transformação de resíduos em energia, e consistem principalmente em CO2 de alta pureza, que pode ficar disponível para outras aplicações. O desafio é obter metanol diretamente a partir da redução de CO2 com hidrogénio produzido a partir da eletrólise da água usando energia renovável, dando origem a um ciclo de produção neutro em carbono.


Integração industrial

O ciclo do metanol é ideal para a integração nas nossas operações uma vez que inclui o uso, como matéria-prima, de produtos e subprodutos do setor da energia, como o metano das reservas de gás natural e de gás associado ao petróleo. Um processo de produção de metanol que utiliza CO2 é de interesse ainda maior, pois pode fornecer uma maneira de reutilizar CO2 que é produzido em operações de Óleo e Gás, e em outras atividades industriais. Além disso, como pode ser utilizado diretamente em motores de combustão, o metanol pode ser distribuído para consumo: como combustível para navios e centrais de energia e como um aditivo no combustível rodoviário. Com a FCA, desenvolvemos um novo Combustível A20, que tem um valor elevado de octanas e baixas emissões devido ao seu teor alcoólico: 15% de metanol e 5% de etanol. Um teste com 5 Fiat 500 da frota Eni Enjoy em Milão confirmou a redução de emissões. Como líquido, uma vez produzido, o metanol pode ser armazenado e transportado com muito mais facilidade, e potencialmente vendido nos mercados globais.


Impacto ambiental

O metanol é mais uma vez um foco de expectativas no setor da energia, e de facto, George Olah, professor na Universidade da Califórnia do Sul e Vencedor do Prémio Nobel da Química em 1994, fala da “economia do metanol”. As suas propriedades intrínsecas e o tipo de processos industriais usados para produzi-lo significam que esse álcool pode gerar ciclos de produção virtuosos em linha com os princípios da economia circular. Produzir metanol a partir do metano ou de CO2 associado a depósitos de combustíveis fósseis, por exemplo, contribui para a neutralidade carbónica de muitos processos industriais-energéticos. Utilizando-o em novos motores conceituais e integrando-o numa rede de infraestruturas específica, podemos prever, num futuro não muito distante, obtê-lo a partir do dióxido de carbono recolhido diretamente dos veículos e depois transferi-lo para as estações de serviço, criando assim um ciclo de produção de baixas emissões para combustíveis rodoviários.