A mudança sustentável da indústria do aço.

Editor Henrique 19 de August de 2023

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As novas tecnologias estão preparadas para diminuir o impacto ambiental da indústria siderúrgica, gerando oportunidades de investimento atrativas nesse segmento.

Resumo executivo

O aço permanece sendo um elemento essencial em vários produtos que ajudam a lidar com questões ambientais e aprimoram a utilização dos recursos, como turbinas eólicas e sistemas de coleta de resíduos.
Isso reduz a emissão de carbono na produção e torna a indústria mais alinhada com a meta de atingir zero emissões líquidas, sendo tanto uma prioridade quanto uma oportunidade de investimento de longo prazo.
Atualmente, a produção de aço primário está em constante transformação devido às tecnologias de baixo carbono, aos compromissos da indústria e às políticas governamentais de apoio.
Os fabricantes de aço estão utilizando com sucesso fornos de arco elétrico (EAF), mas é necessário expandir as tecnologias emergentes, como a redução direta de ferro (DRI), para que se tornem economicamente viáveis.

O aço é fundamental na estrutura do nosso mundo construído, sendo utilizado em construções e veículos. A demanda global por essa liga triplicou desde 1970 e é esperado que aumente em mais 50% até 2050.

Atualmente, a produção de aço contribui com aproximadamente 6% das emissões globais de gases de efeito estufa e 8% das emissões de CO2. A alta temperatura requerida para fabricar aço em fornos convencionais, juntamente com a combustão de combustíveis fósseis associada, torna essa indústria uma das mais desafiadoras para reduzir as emissões de carbono. Portanto, apesar da importância do setor siderúrgico na economia, é crucial diminuir drasticamente suas emissões para atingir as metas de neutralidade de carbono a nível nacional e global.

Cada vez que uma tonelada de aço é produzida globalmente, são liberadas aproximadamente duas toneladas de CO2. O alto nível de carbono da indústria siderúrgica é principalmente devido ao uso predominante de fornos de explosão, que correspondem a cerca de 70% da produção de aço. Esses fornos requerem temperaturas muito altas, entre 1.100 °C e 1.600 °C, geralmente alcançadas através da queima de carvão. Na China, responsável por mais da metade da produção mundial de aço, os processos dos fornos de explosão representaram cerca de 89% da produção em 2021.

Num cenário empresarial típico, é previsto que o aumento contínuo da demanda resulte em um aumento de mais de um terço nas emissões globais de aço até 2050, de acordo com projeções da The Mission Possible Partnership (MPP), uma iniciativa que visa acelerar a descarbonização das indústrias de maior emissão do mundo. O aço desempenhará um papel fundamental na construção da infraestrutura necessária para a transição para fontes de energia limpa, como linhas de transmissão de energia e turbinas eólicas; cada megawatt de capacidade eólica offshore requer 250 toneladas de aço.

A implementação de novas tecnologias e a ampliação das já existentes são fundamentais para a indústria alcançar a neutralidade de carbono. Segundo projeções de longo prazo da Agência Internacional de Energia (IEA) para o setor, estima-se que mais da metade da produção de aço em 2050 virá de processos emergentes baseados em hidrogênio ou captura de carbono, enquanto a produção secundária a partir de sucata representará 40%.

Redução das emissões de carbono na fabricação inicial do aço.

A maior parte da necessidade mundial de aço ainda será atendida pela fabricação de aço a partir do minério de ferro.

Uma técnica conhecida como redução direta pode ser a chave para tornar a produção de aço mais sustentável. Neste processo, o minério de ferro é reduzido sem ser derretido, utilizando uma combinação de gás de monóxido de hidrogênio e carbono (syngas), resultando em economia de energia. O ferro reduzido direto (DRI), um subproduto sólido desse processo, é então utilizado como matéria-prima em um forno de arco elétrico (EAF) para a fabricação de aço. Atualmente, cerca de 5% do aço mundial é produzido por meio do DRI, mas usando gás natural em vez de syngas. Embora seja um avanço em relação aos métodos atuais, essa prática ainda resulta na emissão de 1,2 toneladas de CO2 por tonelada de aço produzido.

Substituir o gás natural por hidrogênio produzido com eletricidade renovável pode diminuir as emissões do setor em mais de um terço até 2050. A tecnologia de redução direta com hidrogênio tem potencial para reduzir as emissões em 95% e está próxima da comercialização, com projetos em andamento em empresas como a ArcelorMittal, um dos maiores produtores de aço do mundo. Além disso, a redução direta com biomassa, como a tecnologia finlandesa BMH, pode reduzir as emissões em 60% e pode ser integrada em instalações existentes.

Outras tecnologias inovadoras de produção de aço sustentável estão sendo desenvolvidas. A Boston Metal está trabalhando em um processo chamado de eletrólise de oxigênio fundido (MOE), que utiliza eletricidade renovável para transformar minério de ferro em metal líquido de alta qualidade, visando alcançar competitividade de custos com preços de eletricidade entre US$15 a US$35 por MWh. Outras abordagens promissoras incluem o projeto piloto SuSteel da Voestalpine, que investiga o uso de plasma de hidrogênio para um processo de siderurgia neutro em carbono, e a pesquisa sobre ironia flash conduzida pela Universidade de Utah.

As tecnologias de captura, uso e armazenamento de carbono (CCUS) podem desempenhar um papel significativo na redução das emissões da indústria como parte do processo de descarbonização. De acordo com as projeções do MPP, cerca de 20% das emissões potenciais da indústria em 2050 poderiam ser reduzidas através do CCUS. Atualmente, há 30 projetos comerciais de CCUS em operação globalmente.

Utilizando mais materiais reciclados de metal.

Junto com o aumento previsto na produção de aço primário nas próximas décadas, a crescente importância do aço secundário ou sucata contribuirá para diminuir a quantidade de emissões do setor a curto prazo.

Estima-se que a tecnologia de fornalha de arco elétrico, responsável atualmente por 25% da produção global de aço, aumentará sua participação para cerca de 40% até 2050. A EAF emprega eletricidade para fundir e reciclar aço a partir de sucata. As emissões da EAF variam de acordo com a fonte de eletricidade local, mas em média são de 0,5 toneladas de CO2 por tonelada de aço produzida, podendo ser reduzidas com o uso exclusivo de eletricidade renovável. A ampliação do uso de sucata pode diminuir as emissões potenciais da indústria em até 20% até 2050, conforme o cenário de líquido-zero MPP.

Atualmente, os Estados Unidos lideram na produção de aço por meio de processos de siderurgia secundária, com a fabricação baseada na Forno Elétrico a Arco (EAF) representando 70% da produção interna em 2019. Outros grandes produtores de aço também estão considerando aumentar o uso de sucata de aço: a China pretende chegar a entre 15% e 20% de produção baseada na EAF até 2025, enquanto a Índia já alcançou 54%. No entanto, é importante observar que em economias em desenvolvimento, as matérias-primas podem incluir ferro gusa de alto teor de carbono (além de sucata) e a eletricidade é frequentemente gerada principalmente a partir do carvão. Será necessário realizar uma transição para o uso de matérias-primas provenientes de sucata e a adoção de energias renováveis para permitir reduções mais significativas nas emissões da EAF.

Aprimorar a situação financeira dos produtores de aço de segunda linha.

Acreditamos que as possibilidades de investimento geradas por líderes tecnológicos e de mercado durante a transição para uma indústria siderúrgica mais sustentável são exemplificadas pela reação positiva do mercado em relação à EAF.

A situação econômica dos fabricantes de aço EAF nos Estados Unidos tem se fortalecido nos últimos dez anos. Fizemos uma análise comparativa entre as empresas de “pureplay” Nucor, Steel Dynamics e Commercial Metals e os fabricantes de aço que dependem da produção de fornos de explosão.

A evolução positiva da situação financeira dos produtores de aço elétrico arc fornos elétricos nos Estados Unidos é evidenciada por indicadores importantes. De acordo com o gráfico apresentado, é possível observar que a alavancagem líquida média – que é calculada pela relação entre a dívida líquida e o lucro antes de juros, impostos, depreciação e amortização (EBITDA) – teve uma redução significativa para esses produtores desde 2015. Ao mesmo tempo, as margens de lucro aumentaram para uma média de 19%. Esses números contrastam com as margens médias de 11% registradas pelos produtores de aço tradicionais.

A redução da dívida e o aumento da rentabilidade estão levando a uma melhoria nas avaliações de crédito. Durante o período de 2015 a 2023, a qualidade de crédito do grupo de empresas de arrendamento financeiro (EAF) melhorou significativamente, passando de uma classificação média de crédito não seguro ‘Ba1’ para ‘Baa3’, de acordo com a Moody’s, alcançando assim o patamar de grau de investimento.

Os compromissos e medidas políticas estão impulsionando a mudança em direção à transição.

O avanço de tecnologias sustentáveis para a fabricação de aço não é o único fator que está impulsionando a transição da indústria. Compromissos das empresas e políticas de apoio do governo também estão contribuindo para acelerar as mudanças.

Os produtores de aço estão cada vez mais estabelecendo metas ambiciosas de redução de emissões. Mais de 20 empresas do setor siderúrgico adotaram metas baseadas na ciência, com 19 delas visando atingir emissões líquidas zero a curto prazo. Iniciativas de ONGs, como o MPP, estão contribuindo para acelerar a transição da indústria siderúrgica em direção a metas de emissões líquidas zero.

Ao mesmo tempo, o suporte político está sendo oferecido por meio de incentivos, regulamentos e tarifas para alinhar a indústria siderúrgica com as metas climáticas nacionais. Por exemplo, no atual orçamento de 23 bilhões de euros da Alemanha para atingir a neutralidade de carbono, estão incluídos “contratos de proteção do clima” que subsidiam empresas que adotam tecnologias de produção de aço mais sustentáveis. A intensificação das emissões de gases de efeito estufa no âmbito do Sistema de Comércio de Emissões da UE irá melhorar a competitividade de tecnologias menos poluentes, aumentando o custo relativo a longo prazo do aço produzido por métodos mais poluentes. Para assegurar condições equitativas em relação ao aço produzido em outros lugares, o Mecanismo de Ajuste de Fronteiras de Carbono da UE impõe um preço às importações intensivas em carbono.

Criar mercados inexplorados.

A velocidade de mudança também será determinada pela preferência dos consumidores por produtos de aço com menor impacto ambiental. Além disso, a alta demanda por aço produzido de maneira sustentável no mercado foi destacada recentemente pelo preço mais elevado praticado pela H2 Green Steel, uma empresa sueca que fabrica aço primário de forma sustentável utilizando um processo de DRI alimentado por hidrogênio verde.

No âmbito da Coalizão de Empresas Inovadoras, grandes empresas estão utilizando sua influência para estimular mercados incipientes de tecnologias inovadoras em setores desafiadores, como o setor do aço. Por exemplo, a Ørsted, principal empresa de energia eólica marítima do mundo, está colaborando com a fabricante de turbinas Vestas para adquirir torres de turbinas feitas de materiais reciclados utilizando energia renovável, o que resulta em uma redução de até 70% nas emissões de carbono.

Presenciamos a junção de tecnologias promissoras, metas ambiciosas da indústria e políticas de suporte que estão favorecendo investimentos de longo prazo em companhias que facilitam a transição para um setor siderúrgico mais sustentável.