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Caminhos para a descarbonização

Os setores difíceis de abater estão emitindo a maior parte das emissões de gases de efeito estufa, o que os torna setores prioritários no caminho da descarbonização

A transformação neutra para o clima das indústrias é essencial para dominar alguns dos desafios do século: reduzir as emissões globais e transformar os negócios para atingir as metas de descarbonização. Os principais especialistas globais em indústria da Deloitte, em estreito intercâmbio com clientes, equipes do setor público e em cooperação com a comunidade científica, criaram uma coleção de insights para compartilhar a perspectiva da Deloitte sobre possíveis caminhos para a descarbonização dos principais setores que têm um dos maiores impactos sobre as emissões de carbono em todo o mundo.

As emissões combinadas do setor de difícil abatimento, que incluem, entre outros, os setores de difícil abatimento de aço, produtos químicos, automotivo e alimentício (veja a figura 1), foram responsáveis por aproximadamente 82% do total de emissões globaisde CO2eqem 2021. A redução das matérias-primas fósseis e das emissões de carbono desses setores é um desafio global que deve ser enfrentado em escala global.

Embora muitos obstáculos tendam a estar enraizados na diversidade de regulamentações, na insegurança em relação aos avanços tecnológicos e nas influências geopolíticas, há também duas soluções abrangentes que podem ser os principais facilitadores para todos os setores: eletricidade verde e hidrogênio verde. Portanto, dedicamos uma seção ao importante tema do hidrogênio verde, que delineia o caminho de capacitação que provavelmente será fundamental para os esforços de cada um dos setores.

A ambição da Deloitte é não apenas fornecer uma descrição da situação, mas também oferecer nossa experiência e percepções sobre possíveis soluções e ações necessárias que devem ser tomadas. Nosso objetivo: apoiar os clientes da Deloitte globalmente ao longo dessa transformação com análises baseadas em evidências, perspectivas exclusivas e a amplitude e profundidade do conhecimento da Deloitte.

Cada seção inclui:

  • Uma visão geral da situação atual e dos desafios específicos
  • O cenário regulatório e suas implicações para a economia
  • As alavancas tecnológicas mais importantes
  • Fatores de sucesso e hipóteses sobre como vencer

Com base em nossa análise das necessidades e dos requisitos desses setores difíceis de serem abandonados, desenvolvemos um conjunto de ofertas e soluções prontas para implementação para ajudar a apoiar os participantes globais em seus caminhos individuais. Explore as respectivas seções para saber mais.

O ESTADO DO JOGO

O setor de energia é fundamental para a descarbonização da economia global, e a eletrificação e as energias renováveis desempenharão um papel crucial em um mundo com zero de emissões líquidas. A descarbonização do setor de energia está bem encaminhada, com os participantes estabelecidos, os novos participantes, os formuladores de políticas, os investidores e os clientes pressionando fortemente nessa direção. Os participantes estabelecidos estão transformando seus modelos de negócios, enquanto os novos participantes veem o setor de energia como uma oportunidade de crescimento e diversificação. O setor é marcado por diferenças regionais significativas relacionadas a fatores locais, como a atual combinação de geração de energia, a ambição política e o acesso à eletricidade.

O setor enfrenta vários desafios: transformação da cadeia de suprimentos e da força de trabalho; sobrecarga dos órgãos administrativos e reguladores; estabilidade do sistema à medida que mais fontes de energia renovável entram em operação; engajamento dos clientes para que desempenhem um papel mais ativo; questões de desigualdade social; e capacidade limitada de financiamento no setor.

 

O CAMINHO A SEGUIR

A jornada do setor de energia rumo à net zero, iniciada há uma década, está agora se acelerando devido à sua função facilitadora na descarbonização de outros setores consumidores de energia. As demandas dos clientes por soluções de baixo carbono continuam a crescer, e a eletrificação contínua dos processos industriais está acelerando o aumento da demanda por eletricidade. A estabilidade do sistema precisa ser mantida diante desses desenvolvimentos dinâmicos; para isso, o setor de energia depende da segurança regulatória, de processos de permissão rápidos (que ainda não foram vistos) em todos os principais mercados e da disponibilidade e prontidão das tecnologias necessárias. A energia solar fotovoltaica e eólica em escala de utilidade pública, bem como uma variedade de tecnologias de armazenamento, são as principais soluções de tecnologia de geração em um cenário de rede zero, mas um conjunto mais diversificado de tecnologias (pequenos reatores nucleares, biomassa, hidrelétrica, geotérmica, geração distribuída etc.) pode desempenhar um papel em regiões com condições geográficas específicas. Do lado do consumidor, as soluções de mobilidade elétrica (baterias e células de combustível de hidrogênio) e as bombas de calor (residenciais, comerciais e industriais) provavelmente serão as principais tecnologias.

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O ESTADO DO JOGO

Atualmente, quase 2 bilhões de toneladas de aço são produzidas globalmente por ano, usando uma alta proporção de processos de fabricação de aço baseados em altos-fornos movidos a carvão. Do ponto de vista do mercado de aço, a demanda por aço verde "livre de emissões" continua a aumentar. A análise indica que, até2030-20358, a demanda do mercado por aço verde provavelmente excederá a oferta disponível em regiões como a Europa.

O CAMINHO A SEGUIR

As emissões de carbono da produção de aço devem ser reduzidas em 90% para atender às metas científicas de limitar o aquecimento global a menos de 2 °C em relação aos níveis pré-industriais e prosseguir com os esforços para limitar o aquecimento global a 1,5 °C.

Para ajudar a reduzir as emissões, muitas siderúrgicas estão se concentrando em substituir seus altos-fornos atuais por instalações de ferro diretamente reduzido (DRI) e fornos elétricos a arco (EAF) que podem usar hidrogênio e eletricidade renovável. Os investidores e os governos podem desempenhar um papel fundamental nessa transição verde, ajudando as empresas siderúrgicas a financiar os grandes investimentos de capital necessários. Além disso, as empresas de mineração a montante também podem desempenhar um papel fundamental ao possibilitar o fornecimento necessário de minério de ferro de alta qualidade para a produção de ferro de redução direta (DRI), bem como ao ajudar a maximizar a eficiência dos altos-fornos que permanecem em uso durante o período de transição. Além disso, os investimentos em outras tecnologias alternativas de produção de aço, bem como na tecnologia de captura e armazenamento de carbono (CCS), podem desempenhar um papel fundamental na introdução do aço verde no mercado.

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O ESTADO DO JOGO

O setor químico emite 3% das emissões globais de carbono e desempenha um papel fundamental na cadeia de valor industrial, fornecendo produtos essenciais para setores como o automotivo, de construção, eletroeletrônico e de consumo.

O CAMINHO A SEGUIR

A curto e médio prazo, a disponibilidade de eletricidade verde e hidrogênio verde podem ser fatores críticos na jornada da indústria química rumo ao zero líquido. O setor deve continuar a inovar e desenvolver novas tecnologias para ajudar a possibilitar a economia de energia e a circularidade. As habilidades ecológicas da força de trabalho estão se tornando um ativo altamente competitivo e procurado, e podem ser fundamentais para implementar essas mudanças com sucesso.

Por ser um setor com muitos ativos e com horizontes de planejamento de mais de 20 anos, o setor químico geralmente exige segurança regulatória. O gerenciamento eficaz do vazamento de carbono é um dos pilares regulatórios essenciais para a transformação bem-sucedida do setor e para ajudar a garantir a igualdade de condições em diferentes regiões e estruturas regulatórias. 

Alguns dos impulsos mais fortes estão sendo observados nos setores de aplicações que são impulsionados pelas solicitações dos consumidores por produtos verdes e, como resultado, estão cada vez mais procurando fornecedores que ofereçam opções sustentáveis na forma de produtos e serviços com baixo ou zero carbono. Isso não está apenas definindo o ritmo da mudança, mas também representa uma oportunidade de mercado significativa para o setor químico.

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O ESTADO DO JOGO

O setor automotivo está em meio a um ambicioso processo de transformação. O setor tem um longo histórico de avanços e produção de veículos com motores de combustão. Agora, está se preparando para mudar para veículos elétricos (EV) em um período de tempo relativamente curto. Esse é um dos principais elementos para ajudar a reduzir a grande pegada de carbono do setor. De fato, em 2021, as emissões de escapamento foram responsáveis por 10% do total de emissões globais de CO2 (relacionadas à energia e aos processos industriais), enquanto também há emissões substanciais do material e da produção de peças e veículos, bem como da produção de combustível/eletricidade e das emissões no fim da vida útil. Os fabricantes de automóveis têm a responsabilidade de descarbonizar toda a sua cadeia de valor. 10  Elas já fizeram um bom progresso ao aumentar a produção e as vendas de veículos elétricos - em grande parte impulsionadas por exigências regulatórias. Entretanto, a falta de insumos verdes (por exemplo, aço, baterias) em escala, modelos de negócios verdes competitivos e a necessidade de construir novas infraestruturas para VEs são apenas alguns exemplos dos desafios que o setor está enfrentando.

O CAMINHO A SEGUIR

Os fabricantes de automóveis precisam reduzir as emissões de CO2 em 90% ao longo de toda a cadeia de valor até 2050 - desde a extração e o processamento de materiais básicos, a produção de peças e veículos, até o uso e o fim da vida útil. Isso é necessário para cumprir a meta baseada na ciência que está em conformidade com o Acordo de Paris (ou seja, limitar o aquecimento global a menos de 2 °C, de preferência a 1,5 °C) em comparação com os níveis pré-industriais.

No futuro, a maioria dos carros novos provavelmente será elétrica. Haverá um novo sistema de infraestrutura para o carregamento de veículos e o fornecimento e a distribuição de eletricidade verde precisarão aumentar simultaneamente. Os processos de produção de veículos serão amplamente eletrificados. Isso inclui bombas de calor para fornecer energia de processo ou hidrogênio verde para a fabricação de aço. Um ciclo fechado de materiais, combinado com abordagens de múltiplas vidas (por exemplo, segunda vida para baterias), será necessário para o uso sustentável de recursos e materiais raros. Para atingir esse estado-alvo, os limites tradicionais do setor se dissiparão, e uma forte colaboração intersetorial e atividades conjuntas são essenciais. 

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O ESTADO DO JOGO

O sistema alimentar atual não é sustentável. Ele é um grande poluidor, responsável por 25% das emissões globais de CO2 11, 44% das emissões globais de metano 12 e 80% das emissões globais de nitrogênio. 13  No entanto, é um setor fundamental que alimenta o mundo, produzindo uma grande parte do PIB global e proporcionando cerca de 40% dos empregos globais. O modelo de produção atual é baseado em práticas altamente produtivas, mas insustentáveis. A mudança para práticas agrícolas de baixo carbono leva a rendimentos mais baixos e custos mais altos. Os rendimentos mais baixos são problemáticos, já que a demanda global por alimentos deve aumentar, enquanto os custos mais altos são difíceis de serem repassados para a cadeia de valor, pois os consumidores geralmente não querem ou não podem pagar preços mais altos. 

O CAMINHO A SEGUIR

O setor de alimentos tem o potencial de se tornar não apenas net zero, mas também positivo líquido, atuando como um sumidouro de carbono significativo por meio do armazenamento natural de carbono. Isso é muito promissor, mas implica investimentos significativos e uma reformulação fundamental do sistema alimentar. A boa notícia é que a maioria das alavancas necessárias já está disponível. Mudar a forma como usamos a terra - e tratamos o solo em terras agrícolas - poderia nos levar quase à metade do caminho para o net zero. As práticas agrícolas de baixo carbono, a redução do desperdício de alimentos, a mudança para a energia renovável e a mudança nas dietas poderiam quase completar a jornada. Todo o ecossistema alimentar precisará trabalhar em uníssono para tornar realidade um sistema alimentar com zero de emissões líquidas ou até mesmo positivo. A formação de coalizões será fundamental para estabelecer padrões comuns, realizar o monitoramento e acelerar as mudanças no sistema. Os setores de processamento e varejo de alimentos definirão o ritmo, impulsionados pelos consumidores e pela percepção da marca. Os órgãos reguladores devem estabelecer padrões para impor a transparência de ponta a ponta. As habilidades de dados e análise ajudarão a realizar isso. A inovação, o aprimoramento e o desenvolvimento de novas tecnologias serão facilitadores essenciais para a obtenção do net zero. 

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O ESTADO DO JOGO

O setor de transportes emite 7,7 bilhões de toneladas de CO2 por ano, dos quais somente os caminhões pesados são responsáveis por 1,8 bilhão de toneladas ou 4% das emissões globais de CO2. Isso coloca uma grande responsabilidade sobre o setor para descarbonizar. Mas, por ser um setor difícil de ser abatido, ele enfrenta uma série de desafios para fazer isso. O tamanho e a escala do setor e as limitações da cadeia de suprimentos para atender aos pedidos restringem sua capacidade de mudar. Devido ao financiamento limitado e aos incentivos regulatórios insuficientes, os fabricantes de equipamentos originais lutam para equilibrar a necessidade de extrair valor dos negócios tradicionais e, ao mesmo tempo, desenvolver tecnologias alternativas. A capacidade de eletricidade renovável necessária para as tecnologias alternativas ainda não está instalada e pode exigir tempo e investimentos significativos para ser desenvolvida. A infraestrutura de carregamento e abastecimento de combustível para a mudança para tecnologias de bateria e hidrogênio precisará ser padronizada para cobrir todas as redes rodoviárias.

As complexas cadeias de valor tornam extremamente difícil determinar as emissões de CO2 em uma base comparável. As pressões legais e dos consumidores para rastrear e relatar podem forçar ações no futuro, mas as estruturas atuais não são suficientes. Além disso, as barreiras psicológicas criarão resistência à mudança para tecnologias mais novas, especialmente nos países em desenvolvimento.

O CAMINHO A SEGUIR

No curto e médio prazo, a otimização de rotas e redes de transporte, juntamente com a eletrificação de frotas de curta distância, provavelmente serão as soluções de maior impacto para o setor em mercados receptivos com políticas e incentivos favoráveis. Em certas regiões em desenvolvimento, espera-se que os combustíveis de transição, como o biodiesel e os combustíveis sintéticos, desempenhem um papel importante. O sucesso em regiões pioneiras pode fortalecer o caso comercial das tecnologias de baixa emissão. Isso pode funcionar como um catalisador para a expansão do mercado de tecnologias de componentes de veículos e permitir o fluxo de inovações entre regiões geográficas. Em conjunto com o avanço tecnológico no desenvolvimento de veículos, a infraestrutura de recarga e a disponibilidade de energia renovável devem ser ampliadas significativamente. A colaboração multifuncional entre os principais participantes do ecossistema pode impulsionar o ritmo da transição para ajudar a criar uma situação de ganho mútuo e, ao mesmo tempo, mitigar os riscos de investimento. Por fim, os veículos elétricos com célula de combustível movidos a hidrogênio (FCEV) podem ser essenciais para apoiar a descarbonização em distâncias mais longas, mas o ciclo tecnológico ainda não atingiu o ponto de produção em massa.

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O ESTADO DO JOGO

Historicamente, a produção anual de 90 milhões de toneladas de hidrogênio, em sua maioria cinza, era usada como matéria-prima, mas não como fonte de energia. Hoje em dia, o hidrogênio verde tem o potencial de se tornar um facilitador limpo da descarbonização do nosso sistema energético. Portanto, mais de 130 países (que representam 88% das emissões globais de carbono) em todo o mundo publicaram estratégias nacionais de hidrogênio. A soma total dos projetos de hidrogênio limpo anunciados em todo o mundo, no entanto, forneceria apenas uma capacidade de produção coletiva de 44 MtH2eq até 2030, um quarto da demanda global que prevemos.

O CAMINHO A SEGUIR

Em um cenário líquido zero, até 2030, o hidrogênio verde responde por dois terços do mercado, sendo o restante coberto pelo hidrogênio azul com tecnologia eficaz de captura e armazenamento de carbono (CCS). Substituir a produção de hidrogênio cinza existente por hidrogênio verde ou hidrogênio azul é, portanto, um ponto de partida óbvio para reduzir acentuadamente as emissões globais de CO2. Usar o hidrogênio como energia - além de seu uso como matéria-prima - é um elemento fundamental no caminho para as emissões líquidas zero. As moléculas desempenham um papel fundamental na descarbonização dos setores difíceis de abater, por exemplo, como base para combustíveis sintéticos na aviação ou no transporte marítimo, como combustível para processos de alta temperatura ou frete rodoviário pesado, e para armazenar eletricidade de energias renováveis variáveis.

É necessário um apoio político decisivo para ampliar a economia do hidrogênio limpo e garantir que, especialmente, o hidrogênio verde desempenhe o papel necessário no caminho para o zero líquido. Os formuladores de políticas devem se concentrar especialmente em três componentes:

  1. Criação de um caso de negócios. O uso de políticas específicas pode reduzir a diferença de custo entre tecnologias limpas e poluentes. Os mecanismos de compra de longo prazo podem mitigar substancialmente os riscos dos projetos, preencher a lacuna entre o preço e a disposição de pagar e fortalecer a estabilidade dos preços;
  2. Estabelecer as bases para uma estruturação de mercado orientada para o clima. Um processo de certificação robusto e compartilhado para o hidrogênio limpo será decisivo para garantir a transparência e evitar bloqueios tecnológicos.
  3. Construir resiliência de longo prazo. O estabelecimento de relações energéticas deve integrar metas de diversificação e inclusão para basear o desenvolvimento econômico e a integração regional na estabilidade política e nos direitos humanos. O desenvolvimento justo implica que os países em desenvolvimento e emergentes capturem partes da cadeia de valor global. 

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Referências

  1. IEA, Global Energy Review: CO2 emissions in 2021 Analysis, março de 2022.
  2. IEA, Chemicals Analysis, setembro de 2022.
  3. IEA, Iron and Steel Analysis, setembro de 2022.
  4. IEA, Relatório de rastreamento de carros e vans, setembro de 2022.
  5. IEA, Executive Summary - Breakthrough Agenda Report 2022, setembro de 2022.
  6. IEA, World Energy Outlook 2022, p. 449, novembro de 2022.
  7. IEA, Global Energy Review: CO2 Emissions in 2021, março de 2022.
  8. Análise da Deloitte.
  9. IEA, World Energy Outlook 2022, outubro de 2022. 
  10. Metas baseadas na ciência, empresas em ação.
  11. Poore, Joseph, e Nemecek, Thomas. "Reduzindo os impactos ambientais dos alimentos por meio de produtores e consumidores." Science 360 (2018): pp. 987-992.
  12. Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura, "Key facts and findings".
  13. Michigan State University, "How much fertilizer is too much for the climate?" (Quanto fertilizante é demais para o clima?).

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