Solo un settore non può sopravvivere senza i combustibili fossili

Negli ultimi mesi mi sono appoggiato al meccanismo di aggiustamento del carbonio alle frontiere dell’UE. Mi viene chiesto regolarmente a riguardo, anche durante una presentazione di un dirigente aziendale cinese a Dalian sui percorsi europei di neutralità carbonica. Più di recente ho pubblicato una valutazione delle implicazioni per tre prodotti: cemento, metanolo ed elettricità.

Come sempre, i commenti e le domande non sono mancati. Forse il migliore è stato su LinkedIn da Richard Payne, responsabile del commercio di materie prime ed energia presso Afry, una società svedese di ingegneria, consulenza e progettazione con oltre 17.000, 100 sedi, operante a livello globale, nata dalle sue origini nel 1890 come azienda produttrice di vapore associazione. Payne ha chiesto:

“Cosa consiglia ai produttori petrolchimici o di fertilizzanti che possono utilizzare solo materie prime fossili? Se perdono affari velocemente, logicamente ciò significa che i prezzi delle emissioni sono stati trasferiti e i consumatori europei hanno ridotto i loro acquisti di plastica e cibo e/o tali prodotti sono stati sostituiti dalle importazioni. Sarebbe bello capire quali industrie non utilizzano combustibili fossili/materie prime nelle loro catene del valore”.

Ci sono un sacco di implicazioni e sfumature legate a questa domanda, quindi vale la pena smontarla e rispondere in modo più completo. Quelle che seguono sono le mie risposte al thread, raccolte e leggermente modificate.

Fertilizzante

I produttori di fertilizzanti non necessitano di materie prime petrolchimiche. Il principale prodotto petrolchimico utilizzato nei fertilizzanti a base di ammoniaca è l’idrogeno prodotto da gas o carbone. I fertilizzanti di potassio e fosfato non hanno tale requisito.

È possibile produrre idrogeno dall’acqua e dall’elettricità verde presso l’impianto di fertilizzazione, in sostituzione dell’impianto di riformazione del metano a vapore (SMR). L’acqua già affluisce all’impianto SMR, così come sicuramente l’energia elettrica, che verrà potenziata. Non a buon mercato, ma la maggior parte degli impianti di fertilizzanti europei sono stati pesantemente colpiti dall’impennata dei prezzi del gas naturale.

Oggigiorno i fertilizzanti a base di ammoniaca sono sovrautilizzati. Il costo più elevato dei fertilizzanti verdi a base di ammoniaca favorirà l’efficienza nell’agricoltura. Questi includono soluzioni agrogenetiche per la fissazione dell’azoto come i microbi di Pivot Bio, soluzioni di droni per l’irrorazione di precisione delle colture come quelle di Hylio e l’agricoltura a bassa lavorazione.

Sostituzione delle importazioni

Successivamente, esaminiamo la parte “sostituito dalle importazioni”. Ecco a cosa serve il meccanismo di adeguamento del carbonio alle frontiere. Alle importazioni verrà addebitato lo stesso prezzo del carbonio dei beni prodotti a livello nazionale. La terza economia più grande del mondo fisserà il prezzo del carbonio per tutte le importazioni da tutte le economie. Ciò garantisce che le imprese nazionali giochino su un piano di parità e non solo subite da imprese straniere.

La sostituzione dei prodotti ad alto contenuto di carbonio fabbricati a livello nazionale con prodotti stranieri ad alto contenuto di carbonio non avverrà in misura significativa. Ciò che potrebbe accadere è che le organizzazioni straniere che sono maggiormente in grado di orientarsi verso prodotti a basse emissioni di carbonio potrebbero superare le organizzazioni europee che sono lente a orientarsi.

Un altro commento ha sottolineato che il cemento in Europa è prodotto principalmente utilizzando carbone e petrolio come fonti energetiche, ad esempio. Non rientrano nemmeno nella categoria “pulita” dell’utilizzo del gas naturale. Questa è la prova di un’industria moribonda. So che Holcim sta lavorando a un impianto a basse emissioni di carbonio, ma francamente le statistiche sul cemento europeo sono spaventose.

Sarebbe abbastanza facile per un importante produttore straniero passare al cemento elettrificato con CCS per la calce viva CO2 – uno dei pochi posti in cui vedo che la CCS ha potenziali meriti – e competere bene con le importazioni.

Energia fossile vs materie prime

Ho scritto nel post di LinkedIn riassumendo l’articolo: “Se qualcosa nel tuo flusso di valore utilizza combustibili fossili e sei in competizione con organizzazioni che non hanno combustibili fossili nei loro flussi di valore, perderai rapidamente affari nei prossimi anni.” anni.”

Avrei dovuto dire: “Se qualcosa nel tuo flusso di valore utilizza combustibili fossili per produrre energia o emette molto metano…”

I prodotti petrolchimici non sono intrinsecamente dannosi. Petrolio, gas e carbone non sono intrinsecamente e necessariamente problemi climatici. Bruciarli per produrre energia lo è, e dobbiamo smettere di farlo. Si tratta di gran lunga del loro utilizzo più grande, oltre 15 miliardi di tonnellate all’anno di rifiuti monouso, dominati dal trasporto via terra e dalla generazione elettrica. Se ne andrà.

Ma continueremo a estrarre, lavorare e raffinare le riserve geologiche di idrocarburi per le materie prime chimiche. Lo alimenteremo invece con elettricità generata da fonti rinnovabili, e non ci preoccuperemo delle riserve ad alta intensità energetica come le sabbie bituminose.

Daremo anche un prezzo alle emissioni di metano, quindi i prodotti petrolchimici dovranno competere con i percorsi biologici in condizioni di parità.

Ma i prodotti petrolchimici persisteranno come materia prima industriale per molto tempo.

Acciaio

Consideriamo l’esempio dell’acciaio. Si tratta di un enorme problema climatico in questo momento, soprattutto perché la maggior parte dell’acciaio attualmente è ottenuto da minerale di ferro grezzo in forni a carbone e a cuore aperto.

Milioni di tonnellate di acciaio all’anno per metodo fino al 2100, grafico per autore

Ma stiamo già producendo 100 milioni di tonnellate di acciaio all’anno utilizzando approcci di riduzione diretta con gas sintetici, e Hybrit sta già producendo acciaio completamente verde utilizzando idrogeno verde come agente riducente diretto, circa 55 kg per tonnellata di acciaio.

Gli approcci DRI al gas di sintesi utilizzano attualmente per la maggior parte gas naturale o di carbone, ma possono utilizzare in alternativa il biometano. Anche il biometano è un problema climatico, ma una digestione anaerobica ben integrata per il gas di sintesi nell’impianto DRI ridurrebbe le preoccupazioni in quel caso. Il fabbisogno energetico del gas di sintesi DRI può essere facilmente soddisfatto anche con elettricità verde.

Inoltre, il 70% dell’acciaio negli Stati Uniti è prodotto da rottami di forni elettrici ad arco. Ovviamente è del tutto possibile farlo funzionare con elettricità a basse emissioni di carbonio. Solo il 40% dell’acciaio dell’UE è costituito da rottami, quindi si tratta di un divario evidente che può essere colmato.

Il punto di questo esempio è che all’interno di qualsiasi settore esistono molteplici percorsi verso gli stessi prodotti e quelli a basse emissioni di carbonio saranno molto più competitivi.

Calore industriale

La maggior parte dei servizi energetici nell’industria riguarda il calore. Tutta la roba meccanica è stata convertita in elettricità molto tempo fa. È solo il calore che persiste come processo non elettrificato, semplicemente perché niente è più economico che bruciare combustibili fossili e usare l’atmosfera come una fogna a cielo aperto.

Grafico a quadranti sexy/poco sexy, pratico/poco pratico per fonti di calore residenziali, commerciali e industriali di Michael Barnard, capo stratega, TFIE Strategy Inc.

Del calore industriale, circa il 45% del fabbisogno energetico riguarda il calore inferiore a 200° Celsius. L’attuale tecnologia delle pompe di calore può offrire tutto questo.

Al di sopra dei 200° Celsius, disponiamo di un’ampia varietà di soluzioni di riscaldamento elettrificato. Questi includono microonde, infrarossi e altre soluzioni EMF. Includono riscaldatori a induzione, convezione e resistenza. Disponiamo di plasma a gas elettrico adatti per ceramiche ad alto volume. Disponiamo di accumulatori termici e scambiatori di calore in grado di assorbire il calore di scarto e utilizzarlo in modo produttivo immediatamente o ore dopo.

Questi sono quasi tutti più efficienti nel trasformare l’energia in calore della giusta qualità e posizione. Ciò che non abbiamo è una giustificazione dei costi per il loro impiego su larga scala, perché i combustibili fossili erano economicissimi.

L’elettrificazione di tutto il calore nell’industria è del tutto possibile e l’EU ETS e l’adeguamento del carbonio alle frontiere forniranno la giustificazione dei costi.

Metano

Parliamo un attimo del biometano di origine antropica. È un grave problema climatico. È sulla stessa scala di tutte le emissioni di metano prodotte dall’industria degli idrocarburi fossili. Si tratta principalmente di biomassa di scarto proveniente dall’agricoltura, dallo sterco di bestiame, dalla silvicoltura e dalla lavorazione degli alimenti. Sprechiamo 2,5 miliardi di tonnellate di cibo ogni anno, un terzo della produzione, e la maggior parte finisce nelle discariche dove emette molto biometano di origine antropica.

Avrà un prezzo.

Qualsiasi soluzione che dirotta la biomassa di scarto in materie prime chimiche o biocarburanti per i pochi luoghi in cui sono effettivamente necessari – trasporto aereo e marittimo a lungo raggio – avrà prezzi molto vantaggiosi perché verranno pagati il ​​prezzo del carbonio o quasi per ottenere la materia prima. I rifiuti che costano soldi da smaltire oggi costeranno molto di più da smaltire in futuro, quindi la loro diversione sarà incentivata.

Qualsiasi soluzione che dipenda dalle materie prime fossili di idrocarburi pagherà il prezzo del carbonio sulle emissioni di metano derivanti dai flussi di estrazione, lavorazione, raffinazione e distribuzione di petrolio, gas e carbone, che sono permeabili. L’estrazione del carbone comporta molte perdite di metano poiché i giacimenti di carbone vengono interrotti e le cime delle montagne vengono rimosse. L’estrazione del petrolio, soprattutto tramite fracking, comporta molte perdite di metano. Non sorprende che l’estrazione del gas naturale – che è principalmente metano – comporti molte perdite di metano.

Quella perdita di metano può essere quantificata dallo spazio, come ho discusso recentemente con il fondatore e CEO di Orbital Sidekick Dan Katz. Hanno già più satelliti in funzione e altri in programma di lancio che stanno facendo proprio questo con l’imaging iperspettrale. Nascondere e sottostimare le emissioni di metano non è più realmente possibile.

Sfruttare la biomassa di scarto per ottenere idrocarburi invece che idrocarburi fossili porterà un forte vantaggio economico, attualmente inesistente.

Ordine di merito

“Sarebbe bello capire quali industrie non utilizzano combustibili fossili/materie prime nella loro catena del valore”.

Sì, lo farebbe. E molte organizzazioni stanno lavorando su questo genere di cose. Le implicazioni dell’ETS UE e del CBAM sono poco comprese da molti settori e analisti come me e quelli di Wood Mackenzie scrivono analisi e rapporti con una certa regolarità.

Detto questo, esiste un ordine di merito abbastanza semplice da considerare per qualsiasi soluzione o investimento specifico.

• Brucia combustibili fossili? Se è così, merito di ordine molto basso.
• Il business case chiarisce se le perdite di metano hanno un prezzo? In caso contrario, merito di ordine basso.
• Il business case è valido se il prezzo delle materie prime petrolchimiche aumenta in modo sostanziale (poiché l’attuale economia di estrazione, lavorazione e raffinazione dipende fortemente dai combustibili fossili a basso costo e dall’atmosfera che è una fogna a cielo aperto)? In caso contrario, merito di ordine basso.
• Esistono alternative ovvie che siano elettrificate e non abbiano emissioni di CO2e di processo? Se è così, merito di ordine basso.

L’EU ETS e il CBAM fanno galleggiare allo stesso modo tutte le barche a basse emissioni di carbonio. Se – un grande se – i percorsi degli idrocarburi fossili saranno resi a un livello di carbonio inferiore rispetto alle alternative, allora persisteranno. Ma molti non lo faranno. L’unica industria che scomparirà è quella dei combustibili fossili, anche se persiste un’industria di materie prime di idrocarburi fossili molto più piccola.