Evonik desenvolve projetos para geração de energia limpa

Empresa dispõe de programas de pesquisa e desenvolvimento que visam a geração e o consumo de energia elétrica limpa, propondo soluções sustentáveis.

Em meio às ocorrências climáticas que se desenham, acirram-se as discussões em torno do que é possível ser feito em favor do meio ambiente. A área de geração de energia é uma das principais questões nesse contexto e objeto de estudos da Evonik, uma das líderes mundiais em especialidades químicas, que reuniu diversos projetos voltados à proteção ambiental no prospecto "21 Amazing Answers to the Next Big Thing: Energy Efficiency" (21 Respostas Incríveis para a Grande Questão: Eficiência Energética).

Pesquisas realizadas por cientistas e indústrias de diversos setores produtivos podem oferecer soluções alternativas que minimizem os efeitos da ação do homem sobre a natureza e levar à produção de energia mais limpa, cada vez mais necessária. Esta ideia é reforçada no Plano Decenal de Expansão de Energia, referente aos anos 2008 a 2017, elaborado pelo Governo Federal. De acordo com os estudos, estima-se que a população brasileira supere os 204 milhões de habitantes em 2017, com o consumo de 310,5 milhões (tep/toneladas equivalentes de petróleo) de energia elétrica - em 2008, este volume foi de 207,2 milhões. Somente o consumo residencial de energia elétrica deve aumentar 22% no período, passando de 146 kWh/mês para 178 kWh/mês.

"A questão energética é um dos grandes desafios dos tempos atuais. Os profissionais da área de pesquisa e desenvolvimento da Evonik veem este fator como primordial para a continuidade da evolução mundial, aliando fatores ambientais, sociais e econômicos", afirma o Diretor Presidente da Região América do Sul, Weber Porto. "Para isso, dispomos de fortes estruturas nas áreas nas quais atuamos, que nos permitem ir além do convencional e encontrar respostas possíveis para os problemas atuais e nos preparar para os futuros", complementa.

Pioneirismo e inovação - A Evonik investe mais de 300 milhões de euros ao ano na área de pesquisa e desenvolvimento, o que permite disponibilizar ao mercado produtos e serviços para diversos segmentos, provenientes de tecnologia de ponta. Para isso, conta com cerca de 2.300 profissionais altamente qualificados, atuantes em 35 unidades em todo o mundo, e realiza mais de 350 parcerias com universidades e centros de pesquisa.

Sua capacidade de inovar e se antepor às necessidades de mercado a coloca como líder em 80% dos segmentos nos quais atua. O prospecto "21 Respostas Incríveis para a Grande Questão: Eficiência Energética" é um exemplo do amplo espectro de conhecimento da empresa no que se refere às ações voltadas à preservação do meio ambiente. Alguns projetos relacionados à geração de energia elétrica incluídos no prospecto podem ser conhecidos abaixo e respondem questões como: . Como se pode produzir silício solar por um método que economize energia? . Pode-se gerar energia elétrica a partir da água quente que está debaixo da terra? . Como se pode utilizar a energia solar de modo mais eficiente? . Como é possível reduzir as emissões de CO2 durante a geração de energia?. Sol, silício e economia.

A Evonik obterá uma economia maciça de energia mediante a expansão de suas capacidades em clorosilanos para a produção do silício solar, material usado na indústria fotovoltaica. E a empresa processa o silício, matéria-prima de alta demanda, por meio de um novo processo que utiliza muito menos energia que as tecnologias convencionais.

A indústria fotovoltaica continua apresentando um crescimento consistente, estimulado pela demanda por essa forma de geração de energia e pelos programas de incentivo dos governos de um número cada vez maior de países. Entretanto, para poder sustentar esse crescimento, a indústria solar necessita do silício - mais precisamente, do silício policristalino. A procura por essa substância é grande uma vez que mais de 80% de todos os módulos solares são produzidos a partir desses finos painéis (wafers) de silício solar.

Em colaboração com as empresas SolarWorld AG e Joint Solar Silicon (JSSi), a Evonik deu início em 2008 a uma nova fábrica no site de Rheinfelden, região do Alto Reno, que dispõe de uma capacidade anual de 850 toneladas. Desse modo, a Evonik contribui para aumentar a participação das formas de energia alternativas na geração de energia elétrica - além de assegurar uma fonte segura de matérias-primas para a sua parceira SolarWorld. O silício policristalino ultrapuro produzido em Rheinfelden é transportado para Freiberg, na Saxônia, onde a SolarWorld derrete o material e forma blocos (lingotes) com ele. Em seguida, esses lingotes são transformados em bastões e cortados em wafers, a partir dos quais a SolarWorld fabrica as células e os módulos solares.

O que é interessante aqui não é só a quantidade, mas, principalmente, o método. Os pesquisadores da Evonik descobriram uma nova rota para o silício solar, que consome muito menos energia que os processos convencionais. O silício bruto, que está disponível em grandes quantidades, deve ser convertido para a forma ultrapura antes que possa ser processado pela indústria solar. No processo da JSSi, o monosilano gasoso é submetido a altas temperaturas e decomposto em seus elementos silício e hidrogênio. Isso demanda até 90% menos energia que o processo Siemens comumente utilizado até aqui. É claro que também a conversão de triclorosilanos em monosilanos também requer energia. Ainda assim, a economia geral de energia é de impressionantes 60% a 80%.

Os fatos - A pergunta: Como se pode produzir silício solar por um método que economize energia? . A ideia: O silício bruto é convertido em triclorosilano e - essa é que é a novidade - depois em monosilano, que é decomposto termicamente. O resultado: silício de 99,9999% de pureza.

A resposta da Evonik: Em colaboração com o seu parceiro SolarWorld AG, a Evonik produz silício solar por meio desse novo processo na joint venture com a Joint Solar Silicon.

Os benefícios: O processo requer até 90% menos energia.

. A energia das profundezas- O petróleo e o gás são recursos limitados, enquanto que a energia eólica e solar nem sempre estão disponíveis. Isso não acontece com a energia geotérmica; ela é praticamente inesgotável e está sempre disponível. A Evonik já utiliza a energia geotérmica. E está trabalhando em um projeto com empresas como a EdF e a EnBW para transformar energia geotérmica em energia elétrica por intermédio de uma caldeira de vapor gigantesca, 5.000 metros debaixo da superfície.

O maior sistema de aquecimento doméstico que funciona debaixo do piso é o planeta em que vivemos! Fria é somente a crosta fina que circunda a superfície terrestre como uma casca de maçã. Debaixo dela repousa uma poderosa fonte de calor: a temperatura de 99 % do planeta é superior a 1.000 °C. Isso implica um potencial enorme, que está disponível 24 horas por dia - ao contrário das energias eólica e solar. Pesquisa conduzida pelo órgão parlamentar alemão responsável pela avaliação de tecnologias (TAB) estima que essa fonte ambientalmente correta de energia poderia atender praticamente a metade da necessidade bruta de energia da Alemanha.

A Evonik deu os primeiros passos no sentido de liberar a força que reside nas profundezas da Terra há mais de 20 anos, e hoje é especialista no planejamento, na construção e na operação de usinas de energia geotérmica. A empresa também está envolvida em projetos no sul da Alemanha que usam energia geotérmica para o aquecimento de edifícios. Para isso, a água é bombeada a uma profundidade de 2.000 metros da superfície terrestre e usada como fonte confiável de aquecimento em casas, edifícios públicos, hospitais e na indústria. Os consumidores saem ganhando, uma vez que os preços dessa energia são menos voláteis que os do petróleo ou do gás. Além disso, não se precisa mais de chaminés, tanques de óleo ou conexões para os dutos de gás. E o que é mais importante: a energia geotérmica é correta em termos ambientais, uma vez que a geração de CO2 simplesmente não existe.

O próximo marco importante será usá-la para gerar energia elétrica. A Evonik está trabalhando em parceria em um grande projeto de pesquisa em Soultz-sour-Forêts, no leste da França. Por meio de alta pressão, as fraturas existentes na rocha de granito subterrânea são ampliadas e conectadas entre si, formando uma rede de fraturas a mais de 5.000 metros de profundidade. A água é bombeada para essa "caldeira" geológica a fim de formar o vapor, que é usado para impulsionar uma turbina que está acima do solo. A usina já está em funcionamento em escala piloto.

Caso se consiga ampliar a escala do projeto, ele poderia representar um fornecimento descentralizado de energia de grande abrangência. Quando esse grandioso sistema de aquecimento doméstico de piso estiver em funcionamento, ter pés frios será coisa do passado.

Os fatos: A pergunta: Pode-se gerar energia elétrica a partir da água quente que está debaixo da terra? . A ideia: Liberar o inesgotável suprimento de energia que se encontra debaixo da superfície da Terra.

A resposta da Evonik: A Evonik já usa a energia geotérmica como fonte de aquecimento e lidera o mercado alemão nessa área, com uma capacidade total de mais de 100 megawatts. A empresa trabalha no momento em parceria em um projeto de pesquisa a fim de transformar essa fonte de calor em energia elétrica.

Os benefícios: Uma fonte de energia confiável e ambientalmente correta.

. Quando menos é mais - Fornecer energia pode ser algo muito simples - ao menos no caso do corpo humano, em que uma bebida ou uma barra de chocolate repõe rapidamente a energia perdida. Quando se trata de calor e energia elétrica, no entanto, a situação é um pouco mais complexa. É preciso tecnologia energética sofisticada, de preferência ambientalmente correta, e, ainda por cima, eficiente - como a central elétrica do futuro, da Evonik.

É inconcebível imaginar o mundo atual sem a energia. Os computadores deixariam de funcionar, as fábricas teriam de ser fechadas - o mundo seria um lugar totalmente diferente. É só imaginar tudo isso para ficar claro por que o abastecimento de energia é uma das maiores preocupações do futuro.

O modelo ideal de geração de energia seria eficiente e ambientalmente correto, além de econômico, seguro e confiável. Esses requisitos seriam atendidos, por exemplo, pela geração de energia a partir de fontes renováveis como a luz do sol, o vento ou as plantas. Mas pode ainda levar algumas décadas até que a energia gerada a partir de fontes renováveis e confiáveis se torne amplamente disponível. Enquanto isso não ocorre, os combustíveis fósseis como o petróleo, o gás e o carvão continuarão sendo indispensáveis. Assim, é ainda mais importante usar essas fontes de modo tão eficiente quanto possível e com a máxima proteção ao meio ambiente.

A Evonik está demonstrando como isso pode ser feito. Uma nova usina de cogeração de energia com capacidade de 750 MW, à base de carvão mineral, está sendo construída em Duisburg-Walsum. Estima-se que essa planta possa abastecer com energia mais de 1,3 milhão de residências. O que é especialmente impressionante nisso é que essa usina, cuja eficiência ultrapassa 45%, está estabelecendo um padrão internacional. Não há central elétrica européia que tenha alcançado um nível maior de eficiência, até o momento. A eficiência média mundial é de cerca de 30%, e a eficiência média alemã é de 38%. Atingir uma eficiência maior significa que a central elétrica necessita de menos carvão para gerar a mesma quantidade de energia elétrica.

O que não só economiza carvão, fonte importante, mas também reduz as emissões, particularmente a emissão de CO2. Essa tecnologia da Evonik poderia contribuir ainda mais para a proteção ambiental se fosse adotada mundialmente - na China, por exemplo, onde serão construídas mais de 550 novas centrais elétricas a carvão até o ano de 2015. Se a eficiência mundial fosse aumentada de 30% para 45%, a emissão global de CO2 seria cortada em cerca de dois bilhões de toneladas ao ano. O que por si justifica o uso dessa tecnologia.

Os fatos - A pergunta: A transição para a geração de energia a partir de fontes renováveis levará ainda várias décadas. Como se pode efetuar essa transição da forma mais eficiente possível e com a máxima proteção ambiental?

A ideia: Mediante a criação e a construção de centrais elétricas cuja eficiência seja significativamente maior em comparação com as usinas convencionais.

A resposta da Evonik: A Evonik está construindo centrais elétricas cuja eficiência atinge 45%, com baixo nível de emissões.

Os benefícios: Menor consumo de combustível e menos emissões, especialmente de CO2.

. Películas solares superfinas - Está em andamento uma intensa pesquisa para descobrir materiais novos e econômicos que possam ajudar a captar a energia do sol. A Evonik já está trabalhando na tecnologia solar do futuro - e os coletores de energia solar devem ser finos, poderosos e flexíveis.

Explorar a energia solar de modo econômico não é tão simples assim. As placas de vidro entre as quais se encontram as películas fotovoltaicas ativas são pesadas e caras, o que constitui uma desvantagem para a produção de células solares de película fina. A placa de vidro inferior serve de substrato enquanto a superior proporciona uma barreira contra umidade, oxigênio e os efeitos da intempérie. Esse sistema de módulos solares de vidro sobre vidro normalmente exige subestrutruturas caras que podem representar até um terço do custo total.

A Project House Functional Films & Surfaces (Películas e Superfícies Funcionais) da Evonik está trabalhando com o objetivo de substituir as barreiras de vidro dos módulos solares de película fina por um sistema adequado de películas de plástico. Entre as vantagens da tecnologia de película fina está a geração de energia mesmo na condição de luz residual fraca ou difusa.

As películas de PLEXIGLAS têm as propriedades necessárias para esse sistema: alta transmissão de luz e proteção confiável contra influências ambientais. A Evonik conta com vários anos de experiência com essas películas. No entanto, a equipe do Project House enfrenta um desafio especial: os plásticos convencionais devem ter a superfície modificada para adquirir características de barreira que permitam reduzir consideravelmente a permeabilidade à umidade e ao oxigênio. Uma das possibilidades seria a adoção de tecnologias de revestimento que aplicam silício ou óxido de alumínio sobre a superfície do plástico em uma camada de somente uns poucos nanômetros de espessura, uma película tênue com propriedades de barreira, por assim dizer.

Os especialistas da Project House querem ir ainda mais longe produzindo módulos solares em que um polímero substitua também a segunda camada de vidro, a que serve de sustentação. Os módulos solares desse tipo seriam totalmente flexíveis e poderiam ser produzidos de modo muito mais econômico que antes, em um processo rolo-a-rolo. Isso permitiria a produção de células solares extremamente leves que poderiam simplesmente ser afixadas ao telhado, sem a necessidade de uma subestrutura adicional. Se isso for possível, a força do sol poderá ser facilmente dominada.

Os fatos - A pergunta: Como se pode utilizar a energia solar de modo mais eficiente? . A ideia: Para que a participação das células solares na geração de energia seja ainda mais significativa, é preciso que a sua produção e instalação sejam muito mais econômicas.

A resposta da Evonik: A Project House Functional Films & Surfaces (Películas e Superfícies Funcionais) da Evonik está trabalhando no desenvolvimento de películas plásticas de alta performance que permitirão a produção rolo-a-rolo de células solares de película fina.

Os benefícios: A tecnologia de películas finas também funciona em condições de luz relativamente desfavoráveis, de modo que a força do sol pode ser usada de modo economicamente eficaz mesmo nas latitudes médias.

. Em benefício próprio - As recentes contas de aquecimento doméstico foram um choque para as famílias na Alemanha, que foram confrontadas com aumentos de 30%, em média, em decorrência da explosão dos preços da energia. Muitos consumidores já se perguntam como mudar e melhorar o modo como aquecem as suas casas. Na qualidade de consumidor de energia, também a Evonik estuda possibilidades de otimização. A assessoria para isso vem, basicamente, de especialistas internos.

A Evonik coloca regularmente à prova os seus próprios processos e práticas, a fim de economizar dinheiro e assegurar sua posição competitiva, mas também para reduzir o ônus ambiental. Há alguns anos, por exemplo, o Grupo começou a examinar em detalhe os seus sites na área Química, com o intuito de reduzir custos. Uma das motivações para que se fizesse esse esforço foi o contínuo aumento global dos preços da energia e das matérias-primas. Desde o início de 2008, uma equipe de cerca de 30 funcionários vem se empenhando para assegurar que nenhum quilowatt-hora sequer de energia seja perdido ou quilo de matéria-prima seja desperdiçado. A unidade organizacional se chama Excelência Operacional (Operational Excellence - OPEX), e o nome já diz tudo. Seu objetivo é fortalecer a posição competitiva da área Química mediante o aumento contínuo e sustentado da produtividade em todos os sites.

O programa funciona assim: especialistas de várias unidades visitam as plantas para examinar, de uma perspectiva externa, os fluxos de trabalho no site, reunir informações e propor medidas de melhoria - que dizem respeito mas não se limitam ao aumento da eficiência energética.

Especialmente na área Química a empresa vem sendo submetida a aumentos explosivos no custo da energia: 122% na energia elétrica e 147% no gás, no período 2003-2009. Isso apesar do fato de que o consumo de energia elétrica e de gás aumentou apenas 18% e 9%, respectivamente, no mesmo período.

É um caso claro para a intervenção da OPEX. A equipe até agora conduziu o diagnóstico especial de Gestão Eficiente da Energia em 23 sites na Alemanha e no exterior. Identificou-se um potencial de economia entre 5% e 23% em relação aos custos de energia do site mediante a reciclagem da água de resfriamento, por exemplo, ou pelo uso de turbinas para a geração de energia elétrica. Mais de 200 otimizações dessa natureza, na maior parte já implementadas, podem reduzir em 21 milhões de euros os custo de energia em todo o Grupo.

Os fatos - A pergunta: Como é possível a um grupo industrial otimizar constantemente suas operações e a utilização da energia?

. A ideia: O contínuo monitoramento de processos e práticas e a implementação de possibilidades de melhoria.

A resposta da Evonik: A Evonik criou a unidade organizacional Excelência Operacional (OPEX). O objetivo dos especialistas de operação é assegurar produtividade e parâmetros operacionais excepcionais em todos os sites e processos produtivos no longo prazo.

Os benefícios: Redução dos custos e maior eficiência no uso da energia - com carga ambiental mais baixa.

. Lascas de madeira geram eletricidade e aquecimento - Em vez de simplesmente jogar fora as peças velhas de mobília, os restos de podas e as madeiras de construção, a Evonik usa esses materiais para gerar eletricidade e calor. Existem usinas espalhadas por toda a Alemanha que fazem uma contribuição importante para o mix de energia, e protegem, desse modo, o clima.

Uma imensidão de madeira se espalha até onde os olhos alcançam. Enormes pás carregadeiras transportam tábuas e torrões de madeira para as máquinas retalhadoras, as quais expelem as lascas de madeira em um silo de armazenagem, de onde seguem por correias transportadoras até à caldeira. Como ocorre em qualquer outra central elétrica, a usina de cogeração de biomassa de Neuwied, perto de Koblenz, usa caldeiras, turbinas a vapor e depuradores de gás de combustão. Mas em vez de carvão, a caldeira é abastecida com refugos de madeira, uma matéria-prima renovável. Durante o seu crescimento, a madeira absorveu tanto dióxido de carbono (CO2) quando será liberado por sua combustão na usina. A energia elétrica produzida a partir de madeiras neutras em termos de CO2 se enquadra, por isso, na lei das energias renováveis da Alemanha. Em Neuwied, por exemplo, se emitem 60.000 toneladas de CO2 a menos por ano do que seria emitido se fossem usados combustíveis fósseis.

A Evonik opera dez usinas elétricas de biomassa na Alemanha, algumas por conta própria, outras em parceria. Isso coloca a empresa entre os três maiores competidores alemães em se tratando da exploração da biomassa para gerar energia elétrica. A décima primeira usina de biomassa está em construção em Warndt, na região de Saarland; ela deverá entrar em operação no final de 2009, e utilizará madeira das florestas da região.

Em Neuwied, em cooperação com a empresa Flohr, a Evonik produz cerca de 42.000 MW/hora de energia elétrica por ano, a partir de cerca de 56.000 toneladas de biomassa. A combustão da madeira é aproveitada de forma ideal quando também se utiliza o calor que é gerado. Em Neuwied, uma fábrica vizinha, que produz chapas de metal, compra 81.000 toneladas de vapor de processo ao ano. O vapor aquece os banhos ácidos em que se lava o aço antes do processo de revestimento.

A planta de cogeração de biomassa em Ilmenau, na Turíngia, que a Evonik opera em parceria com a empresa Ilmenauer Wärmeversorgung GmbH, também fornece energia elétrica e calor. O calor é suprido a uma rede de aquecimento distrital. A central elétrica substituiu usinas mais antigas, que geravam aquecimento distrital mediante o emprego de óleo pesado e linhito, ou, mais tarde, gás. O fator energético primário do calor distrital gerado em usinas de cogeração de biomassa é de 0,21. Esse fator reflete a razão entre energia primária e final; quanto mais baixo for o fator, mais eficiente será a geração de energia. A título de comparação, o fator do aquecimento a gás é de 1 aproximadamente.

Os fatos - A pergunta: Como é possível reduzir as emissões de CO2 durante a geração de energia? . A ideia: Em vez de jogar fora os refugos da madeira, que absorveu CO2 durante o seu crescimento, usá-los como combustível nas usinas de cogeração.

A resposta da Evonik: A Evonik gera perto de 335 gigawatt/hora (GWh) de calor e 385 GWh de energia elétrica em dez usinas. Essa quantidade pode abastecer mais de 18.500 residências com calor e perto de 96.000 residências com energia. Uma nova usina de biomassa, a décima primeira do gênero, está em construção.

Os benefícios: A cada ano, a Evonik evita que o meio ambiente seja onerado com 350.000 toneladas de CO2, quantidade que teria resultado da geração de volume igual de energia a partir de combustíveis fósseis.

Informações sobre a empresa - Evonik Industries é o grupo industrial criativo da Alemanha que atua em três segmentos altamente rentáveis e promissores: Química, Energia e Negócios Imobiliários. Evonik é uma das líderes mundiais em especialidades químicas, especialista em geração de energia elétrica a partir do carvão mineral e fontes renováveis, além de ser uma das maiores empresas do ramo imobiliário residencial privado da Alemanha. Nossos pontos fortes incluem criatividade, especialização, autorrenovação contínua e confiabilidade.

Evonik Industries atua em mais de 100 países no mundo. No ano fiscal de 2009, 39.000 colaboradores geraram vendas de aprox. ?13,1 bilhões.

No Brasil, a história da Evonik Industries, antiga Degussa, começou em 1953. A empresa conta hoje com cerca de 500 colaboradores no país. Os produtos da marca são utilizados como matéria-prima em importantes setores industriais, como: automotivo, borracha, construção civil, farmacêutico, nutrição animal, papel e celulose e plásticos. [www.evonik.com.br]