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Sobre o processo Haber-Bosch, os acontecimentos económicos, políticos e demográficos no séc XX, e avanços recentes para mitigar o seu impacto ambiental




"Na sua palestra [aquando da atribuição do prémio] Nobel [em 1931], Haber explicou que sua principal motivação para sintetizar amónia a partir dos seus elementos era a crescente procura por alimentos e concomitante necessidade de substituir o azoto perdido nos campos devido à colheita das culturas: “ficou claro que a demanda por azoto fixo, que no início deste século poderia ser satisfeita com um algumas centenas de milhares de toneladas por ano, ia aumentar para milhões de toneladas ”. Nós agora sabemos que sua visão estava certa: o corrente consumo mundial de azoto para fertilizantes é cerca de 100 teragramas (Tg) por ano.

Outra motivação de Haber, não mencionado em sua palestra, foi fornecer a matéria-prima para explosivos a serem usados em armas, o que requer grandes quantidades de azoto reativo. A descoberta de Haber teve portanto uma grande influência em ambas as Guerras Mundiais e todas os conflitos subsequentes.

Além disso, a produção em grande escala de amónia facilitou a fabricação industrial de um grande número de compostos químicos e de muitos produtos sintéticos. Por isso, o processo Haber-Bosch, com seus impactos na agricultura, indústria e o curso da história moderna, literalmente mudou o mundo.

O que Fritz Haber não conseguiu antever, no entanto, foi a cascata de alterações ambientais, incluindo a aumento da poluição da água e do ar, a perturbação dos níveis de gases com efeito de estufa e a perda de biodiversidade que resultaria do aumento colossal de produção de amónia e do uso que lhe seria dado."



Fonte: JW Erisman, MA Sutton, J Galloway, Z Klimont, How a century of ammonia synthesis changed the world, Nature Geoscience volume 1, pages 636–639 (2008)


Alguns desenvolvimentos em marcha para melhorar o processo Haber-Bosch 


"As plantas-piloto de amónia verde começaram a operar no Reino Unido e no Japão, e novas fábricas de demonstração foram anunciadas na Austrália, Dinamarca, Marrocos e Holanda (mais, ainda por anunciar, estão em preparação). CEOs de empresas de fertilizantes falaram sobre como a amónia verde se encaixa em sua estratégia corporativa. "

(...) "A ThyssenKrupp, o conglomerado alemão que comprou a detentora de tecnologia de amónia Uhde há alguns anos atrás, é líder mundial em eletrólise alcalina de água, servindo principalmente à indústria de produção de cloro. De acordo com [fontes da empresa], a Uhde "realizou" cerca de 130 fábricas de amónia em todo o mundo nos últimos 90 anos, e a ThyssenKrupp tem 49% de participação no mercado como “fornecedor de produção de hidrogénio eletrolítico”, tendo “realizado” 600 unidades eletroquímicas em todo o mundo com uma potência instalada de 10 GW. Agora que a ThyssenKrupp é dona da Uhde, o casamento entre o fabricante de eletrolisadores e o sintetizador de amónia está completo.


"A ThyssenKrupp está a comercializar fábricas de amónia de 50 toneladas/dia (requerendo 20 MW de potência) e fábricas de amónia de 300 toneladas/dia (120 MW). Esses são projetos modulares que podem ser construídos autonomamente, reduzindo os custos de capital.

É importante ressaltar que a eficiência energética projetada do processo integrado da ThyssenKrupp é de 10 MWh por tonelada de amónia, aproximadamente equivalente a 36 GJ por tonelada, ou seja, igual à média global de hoje para a eficiência de uma fábrica de amónia.

O elemento verdadeiramente distintivo da apresentação conjunta da ThyssenKrupp (...) é a capacidade da empresa de ampliar a produção. A sua cadeia de fornecimento de eletrolisadores é capaz de produzir mais de 1,2 milhão de m2 de elétrodos por ano, o que é suficiente para atender a potência instalada de mais de 600 MW por ano."