A competitividade dos combustíveis com baixo teor de carbono depende da localização

Os combustíveis com baixo teor de carbono - como os biocombustíveis derivados da biomassa ou os combustíveis sintéticos produzidos através de tecnologias "power-to-X" baseadas em eletricidade renovável - geram significativamente menos emissões de gases com efeito de estufa do que as alternativas fósseis.

Estes combustíveis são considerados essenciais para atingir os objectivos climáticos, particularmente nos chamados sectores "difíceis de eliminar", incluindo a aviação, a navegação marítima e processos industriais específicos. Nestes sectores, a eletrificação direta atinge frequentemente limites técnicos devido à elevada densidade energética necessária ou às temperaturas de processo muito elevadas.

Ainda não é claro onde e em que condições estes combustíveis podem ser produzidos de forma mais rentável. Os estudos anteriores centraram-se normalmente em tecnologias ou regiões individuais, dificultando as comparações globais. Num novo estudo, Zipeng Liu e colegas do PSI Laboratory for Energy Systems Analysis abordaram agora esta questão.

A equipa apresenta uma avaliação técnico-económica abrangente de vinte e uma tecnologias de produção de combustíveis com baixo teor de carbono. Utilizando um quadro harmonizado e globalmente consistente, comparam os custos entre países e ao longo do tempo - de 2024 a 2050 - em vários cenários.

A análise confirma que nenhuma tecnologia dominará a nível mundial. Pelo contrário, os custos variam significativamente entre regiões, dependendo dos recursos locais e das condições de financiamento. As conclusões são publicadas na revista Energy and Environmental Science.

Factores geoespaciais e condições de financiamento têm impacto nos custos

Para a sua análise, os investigadores calcularam os custos médios de produção dos vários combustíveis ao longo de toda a sua vida útil. "Tivemos em conta as despesas de capital de cada tecnologia, os custos de exploração, os custos de mão de obra específicos de cada país e o custo de capital", explica Liu. "O custo de capital depende tanto do risco do país - como a estabilidade política e económica - como da maturidade da tecnologia."

Liu continua: "Os factores geoespaciais desempenham um papel crucial. Por exemplo, a disponibilidade de fontes de energia locais, bem como o custo de capital específico do país, têm um grande impacto nos custos globais de produção de combustível."

Um dos resultados do estudo é uma classificação dos países que mostra quais seriam os melhores para produzir combustíveis de determinadas formas, bem como quais os países que poderiam servir de importadores para a Europa. Por exemplo, o hidrogénio azul - produzido a partir de gás natural com captura de carbono - e o hidrogénio turquesa, produzido através da pirólise do metano, são atualmente mais atractivos do ponto de vista económico em regiões ricas em gás, como os Estados Unidos, o Médio Oriente e a Ásia Central. Em contrapartida, o hidrogénio verde produzido a partir de eletricidade renovável torna-se cada vez mais competitivo até 2050 em países ricos em energias renováveis, como o Canadá, a Espanha e a Austrália.

No entanto, por vezes é necessário um maior grau de granularidade, explica Liu: "Utilizámos uma resolução a nível nacional, mas podem existir caraterísticas a nível subnacional. Por exemplo, em países grandes como a China ou os EUA, a resolução subnacional pode ser muito diferente".

Novas infra-estruturas podem impulsionar a produção europeia

O custo do transporte de combustíveis com baixo teor de carbono também contribui para a sua viabilidade. Para a Europa, Liu começou por calcular um transporte global por navio até Antuérpia, seguido de um transporte terrestre até Basileia, na Suíça. Basileia foi escolhida por se encontrar no centro da Europa e poder ser utilizada como exemplo para diferentes vias de transporte, como o comboio, o camião ou o gasoduto.

A análise mostra que a existência de um sistema europeu de gasodutos contribuiria fortemente para a viabilidade económica dos combustíveis europeus com baixo teor de carbono - por exemplo, em Espanha, com os seus fortes recursos solares, ou na região do Mar do Norte, rica em vento. Além disso, regiões como o Norte de África poderiam ligar-se através de gasodutos, prejudicando os produtores mais distantes da Austrália ou do Chile.

A localização é importante

"Descobrimos que não existe uma única tecnologia vencedora a nível mundial", afirma Liu. "A solução que faz sentido do ponto de vista económico depende fortemente dos recursos regionais e das condições de financiamento."

Enquanto o hidrogénio verde beneficia da queda dos custos das energias renováveis e, por conseguinte, é provável que se torne mais barato a longo prazo, o hidrogénio turquesa pode ter vantagens a curto prazo em regiões com gás natural de baixo custo. Também os biocombustíveis são particularmente competitivos onde a biomassa sustentável é abundante. "É por isso que os decisores políticos devem ter em conta os factores locais", acrescenta Liu.

O estudo do PSI visa avaliar a futura viabilidade tecnológica e económica dos combustíveis com baixo teor de carbono. Atualmente, muitas destas tecnologias têm níveis de preparação tecnológica relativamente baixos. A análise ajuda a estimar quando e para que vias de produção estas tecnologias poderão tornar-se economicamente viáveis, fornecendo orientações sobre onde o investimento poderá ser mais eficaz. A dinâmica do mercado, as tarifas e os impactos ambientais pormenorizados não fizeram parte desta avaliação e continuam a ser objeto de investigação futura.

O trabalho foi realizado no âmbito do projeto de investigação "SHELTERED", financiado pelo Serviço Federal Suíço de Energia (SFOE), e do consórcio reFuel.ch, que é patrocinado pelo programa SWEET do SFOE suíço. O Laboratório de Análise de Sistemas Energéticos faz parte do Centro de Ciências Energéticas e Ambientais do PSI e do Centro de Engenharia e Ciências Nucleares.