O gado leva grande parte da culpa pelo problema de emissão de gases de efeito estufa dos alimentos, mas os alimentos à base de plantas também têm uma pegada de gases de efeito estufa sobre a qual ninguém fala.Embora a pecuária seja um grande contribuinte, os “aspectos ocultos”, como a produção de fertilizantes, também contribuem para os 13,7 bilhões de toneladas métricas de equivalentes de CO2 gerados pelo nosso sistema alimentar.
Fertilizantes, suplementos vegetais (nitrogênio, fósforo, potássio etc.) e práticas de manejo do solo são contribuintes ocultos. Embora nitrogênio, fósforo e potássio sejam cruciais para a agricultura, suas fontes, produção e cadeias de abastecimento contribuem para as emissões de gases de efeito estufa.
Veja o que os especialistas têm a dizer sobre as mais recentes tendências científicas e de mercado para a reciclagem do fósforo e a produção sustentável de fertilizantes. Junte-se a nós às 9h EDT no dia 9 de novembro para um webinar animado e informativo: faça a sua inscrição
A amônia produz emissões imensas de GEE
Enquanto a população mundial continua a crescer, não é surpresa que um relatório da FAO de 2019 preveja que a demanda por nitrogênio para fertilizantes continuará a aumentar. No caso dos fertilizantes, os métodos tradicionais de produção de amônia (como o processo Haber-Bosch) impulsionam a disponibilidade de fertilizantes de amônia, mas também geram produção significativa de dióxido de carbono. No entanto, muitos dos métodos para atender a essa demanda estão atualmente focados nas práticas tradicionais de produção de amônia, que continuariam a aumentar a produção de gases de efeito estufa.
Uma produção mais ecológica de amônia é possível
Um grande número de pesquisas está em andamento para alcançar uma produção mais ecológica de amônia. Isso pode ser feito por meio da geração da matéria-prima da amônia, o hidrogênio, eletroquimicamente com energia sustentável. Além disso, a química também oferece conceitos mais avançados, como redução fotoquímica ou eletroquímica de nitrogênio. A Figura 1 caracteriza a redução eletroquímica direta do nitrogênio. A análise de Hochman et al descobriu que a abordagem eletrocatalítica direta era menos dispendiosa do que a alternativa com eletrólise de água e Haber-Bosch.
Incentivando a produção ecológica de amônia
Do ponto de vista econômico, a Comissão Europeia planeja impor tarifas sobre as emissões de dióxido de carbono para a importação de mercadorias. O plano tarifário é a solução da UE para evitar que os importadores tenham vantagens sobre os produtores da UE, sujeitos a políticas rígidas de mudança climática. Essas leis serão implementadas ao longo de três anos, de janeiro de 2023 até o final de 2026.
A instabilidade dos preços do gás natural e o panorama geopolítico atual são motores poderosos de inovação para que a Europa encontre alternativas à produção de amônia baseada no gás natural. Juntamente com a eletrólise em larga escala para uma geração de amônia mais acessível, isso tornará a amônia ecológica competitiva em breve.
A dependência do fósforo como recurso natural
Nos últimos anos, tem se falado muito na “crise do fósforo”. A acessibilidade para os agricultores, a poluição, o uso excessivo de fertilizantes e o controle geopolítico dos recursos naturais de extração de fósforo são todos reconhecidos como parte do problema. Também existe a questão da quantidade de rocha fosfática que pode ser extraída e o quão “boa” ela é.
Isso se torna uma questão de segurança alimentar e hídrica que só aumentará com o crescimento populacional. Os custos de gestão da poluição da água por fosfato são altos, assim como os efeitos tóxicos da proliferação de algas resultante.
Reciclagem de fósforo: uma oportunidade de economia circular
As águas residuais constituem uma fonte privilegiada de fósforo secundário: é necessário retirá-lo para dar acesso à sua recuperação. A reciclagem de fósforo de águas residuais, biossólidos e cinzas de esgoto começa com métodos como a precipitação química e o uso de micro-organismos para aumentar a remoção biológica de fósforo.
Desde 2001, houve um aumento geral na literatura científica publicada sobre métodos de tratamento de águas residuais associados à recuperação de nutrientes de fertilizantes (Figura 1). Os processos de tratamento biológico são os mais populares na literatura, seguidos pelos métodos físicos e químicos. A recuperação de nutrientes é um aspecto do complexo processo geral de reciclagem de fósforo.
A precipitação de estruvita é um método cada vez mais popular para remover fosfato de águas residuais. Embora melhore o desempenho da estação de tratamento de águas residuais, seu potencial de recuperação de fósforo é baixo.
No entanto, retirar o fosfato das águas residuais é uma parte da questão; recuperá-lo em uma forma utilizável é o nosso próximo desafio, especialmente quando se trata de classes de fertilizantes existentes. Os caminhos tradicionais de produção de fertilizantes têm aplicabilidade limitada na transformação de materiais recuperados em produtos de mercado.
Vários métodos para a produção de fertilizantes a partir de lodo de esgoto ou cinzas de lodo estão em estágio avançado de desenvolvimento. Esses processos geralmente começam com um resíduo contendo fosfato e depois passam por transformações químicas significativas para obter materiais que podem se encontrar na cadeia de valor. Por exemplo, as tecnologias de reciclagem de fósforo podem incluir grandes demandas energéticas (incluindo secagem intensiva ou etapas de concentração) que precisam ser gerenciadas.
Saiba mais
O que dizem os especialistas sobre como as tendências científicas e de mercado estão convergindo para uma produção de fertilizantes mais sustentável? Tenha acesso a informações exclusivas sobre a produção mais ecológica de amônia e a reciclagem de fosfato do Dr. Willem Schipper, da Willem Schipper Consulting, e da Dra. Lisa Babcock-Jackson, do CAS.
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