Sem enxofre na forma de ácido sulfúrico, as indústrias teriam dificuldades para produzir os fertilizantes fosfatados que aumentam os rendimentos agrícolas ou extraem os metais essenciais usados em tudo, desde painéis solares até baterias de carros elétricos.
No entanto, surge um problema, que passou amplamente despercebido. Mais de 80% do suprimento global de enxofre é um produto residual, extraído de combustíveis fósseis como petróleo e gás natural (que normalmente contêm entre 1% e 3% de enxofre em peso) para reduzir as emissões de dióxido de enxofre, o gás que causa a chuva ácida .
A eliminação de combustíveis fósseis para conter as mudanças climáticas reduzirá a oferta anual de ácido sulfúrico, assim como a demanda está aumentando. O mundo já usa mais de 246 milhões de toneladas de ácido sulfúrico anualmente. O rápido crescimento da economia verde e da agricultura intensiva pode fazer com que a demanda aumente para mais de 400 milhões de toneladas até 2040.
De acordo com nosso último estudo, uma rápida redução no uso de combustível fóssil é necessária para atingir zero emissões líquidas em 2050 pode criar um déficit de ácido sulfúrico de até 320 milhões de toneladas até 2040, ou 130% da produção atual.
Os preços do ácido sulfúrico aumentariam, alimentando a concorrência na qual as indústrias de tecnologia verde mais lucrativas provavelmente superariam os produtores de fertilizantes. Isso aumentaria o custo da produção de alimentos e tornaria os alimentos mais caros para os consumidores, especialmente nos países em desenvolvimento, onde os agricultores são menos capazes de arcar com os custos mais altos.
Um produto químico industrial essencial
Enxofre é encontrado em uma ampla gama de produtos, incluindo pneus, fertilizantes sulfurosos, papel, sabão e detergente. Mas sua aplicação mais importante é na química industrial, decompondo uma ampla gama de materiais.
Especialmente desde 2008, o preço do enxofre está intimamente ligado à produção de combustível fóssil. Maslin et al. (2022), Autor fornecido
A rápida expansão do uso de tecnologias de baixo carbono, como baterias de alto desempenho, motores leves para veículos e painéis solares, aumentará significativamente a mineração de depósitos minerais, principalmente minérios lateríticos que são fontes cada vez mais importantes de cobalto e níquel. A demanda de cobalto pode aumentar em 460%, níquel em 99% e neodímio em 37% até 2050. Todos estes são atualmente extraídos usando grandes quantidades de ácido sulfúrico.
Ao mesmo tempo, o crescimento populacional projetado e as tendências alimentares também impulsionarão um aumento na demanda por ácido sulfúrico de seu consumidor mais importante: a indústria de produção de fertilizantes fosfatados.
Maslin et al. (2022), Autor fornecido
O US Geological Survey estima que há um suprimento quase ilimitado de minerais de sulfato em evaporitos (rochas formadas pela evaporação natural de águas rasas, mares salgados ou lagos) e grandes recursos de sulfetos de ferro e enxofre elementar em depósitos vulcânicos, mas acessá-los exigiria a expansão da mineração e do processamento mineral.
A conversão de sulfatos em enxofre usando os métodos atuais consome muita energia e emite muito carbono. A mineração de enxofre e o processamento de minério de sulfeto podem poluir o ar, o solo e a água, acidificando piscinas superficiais e aquíferos e emitindo toxinas, incluindo arsênico, tálio e mercúrio. E sempre há questões de direitos humanos associadas à mineração intensiva.
Reciclar e inovar
Além de encontrar novas fontes de enxofre não fósseis, a procura de enxofre pode ser reduzida através da reciclagem e tecnologias que evitam o uso intensivo de ácido sulfúrico.
A reciclagem de fosfato de esgoto e sua transformação em fertilizante reduziria a necessidade de ácido sulfúrico para processar rocha fosfática para fertilizantes. Isso também ajudaria a lidar com as preocupações de que, a longo prazo, o mundo ficará sem rocha fosfática. Também reduziria a quantidade de fósforo que entra em água doce e habitats costeiros, o que causa uma proliferação maciça de algas que pode sufocar outras plantas e peixes.
A reciclagem de mais baterias de lítio de veículos elétricos também pode ajudar. O desenvolvimento de novas baterias e motores que dependem menos de metais raros reduziria a demanda por ácido sulfúrico para extrair metais de seus minérios.
Desperdiçar menos energia renovável (como solar e eólica) e armazenar mais sem o uso de baterias que precisam desses metais reduziria a demanda de ácido sulfúrico ao mesmo tempo que reduz a demanda por combustíveis fósseis e acelera a descarbonização. No futuro, também poderá ser possível produzir grandes quantidades de enxofre a partir de sulfatos cultivando certas bactérias.
Antecipando futuras faltas de enxofre, as políticas nacionais e internacionais podem gerenciar a demanda futura, aumentar a reciclagem e desenvolver fornecimentos alternativos, baratos e com custos ambientais e sociais mínimos.
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