Gás natural avança como vetor de descarbonização e produtividade na mineração e siderurgia

Em meio à pressão global por descarbonização e eficiência energética, o gás natural vem se consolidando como uma ferramenta de transição estratégica em setores intensivos em energia, como mineração e siderurgia. De acordo com a Companhia de Gás de Minas Gerais (Gasmig), a queima do insumo pode reduzir a pegada de carbono em até 50% quando comparado ao carvão e ao petróleo. No Brasil, esse potencial é ampliado pelo aumento da oferta do gás do pré-sal e pelos investimentos em infraestrutura, como terminais de regaseificação e gasodutos, que fortalecem a segurança energética e criam condições para uma transição de baixo carbono mais acelerada.

Para contribuir para a meta de redução das emissões em 15% em escopo 3 até 2035, a Vale desenhou um programa que consiste na substituição de combustíveis fósseis por gás natural em suas operações no Pará e Maranhão. A agenda ESG da companhia envolve alternativas como a utilização do biodiesel de alta qualidade, a eletrificação de locomotivas e o apoio à cadeia local de fornecedores. 

Na siderurgia, a incorporação do recurso pode resultar em ganhos de competitividade tanto no âmbito econômico quanto no ambiental. O artigo “Impacto do gás natural no contexto de baixo carbono da siderurgia brasileira”, assinado pelo doutor em ciência e engenharia de materiais pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Jean Philippe Santos Gherardi de Alencar, dimensiona o retorno em sustentabilidade da utilização do combustível nas rotas AF (Alto-Forno) e RD (Redução Direta) de produção de ferro primário.

Vale aposta em gás natural para reduzir emissões e ampliar eficiência

Para contribuir para a meta de redução das emissões em 15% até 2035, a Vale desenhou um programa que consiste na substituição de combustíveis fósseis por gás natural em suas operações no Pará e Maranhão. A agenda ESG da companhia envolve alternativas como a utilização do biodiesel de alta qualidade, a eletrificação de locomotivas e o apoio à cadeia local de fornecedores. 

Durante evento na sede da Federação das Indústrias do Estado do Maranhão (Fiema), o diretor de Operações Portuárias da Vale, Walter Pinheiro, destacou que a adoção do gás natural representa um passo concreto na jornada de descarbonização da companhia. Além dos ganhos ambientais, o programa estimula a adoção de novas tecnologias e a economia regional por meio de iniciativas de desenvolvimento de fornecedores na macrorregião do Itaqui-Bacanga.

A experiência maranhense reflete o movimento global da indústria de base, que busca soluções tecnológicas que conciliam competitividade e sustentabilidade. No entanto, a iniciativa da Vale deve ser seguida de uma série de medidas que visam superar gargalos da região, como a expansão da infraestrutura de transporte e distribuição de gás natural, para que o estado aproveite o timing da transição energética, a oferta crescente do gás e as políticas públicas para atrair novos players para o mercado. 

Impacto se estende à siderurgia

A experiência da Vale no Maranhão não é a única, como mostra o exemplo do Espírito Santo. No estado, a substituição dos combustíveis fósseis por gás natural em indústrias reduziu as emissões a um nível equivalente à retirada de todos os carros de Vitória. Nessa mesma linha, o setor siderúrgico busca alternativas mais sustentáveis para abastecer-se e, consequentemente, reduzir a pegada de carbono.  

Neste ponto, o artigo de Gherardi revela que o uso do recurso na siderurgia pode reduzir as emissões de CO₂ por meio de substituições e combinações nas rotas alto-forno e redução direta. Antes de se aprofundar nos resultados do estudo, saiba mais sobre os dois métodos.

Alto-forno e redução direta: rotas e resultados diferentes

O alto-forno é o método clássico de fabricação do aço e ainda predominante no Brasil. Nele, o minério de ferro, em forma de sínter ou pelotas, é combinado com fundentes (como cal e sílica) e coque metalúrgico, obtido a partir do carvão mineral ou vegetal. Essa mistura é submetida a temperaturas elevadas, promovendo uma série de reações químicas que resultam na formação do ferro-gusa líquido.

Esse ferro-gusa é então levado à aciaria, onde passa por um processo de oxidação controlada. Nessa etapa, o excesso de carbono e as impurezas são eliminados, dando origem ao aço líquido, com teor de carbono inferior a 1%. As etapas seguintes são a de lingotamento contínuo, na qual ocorre a solidificação, e a laminação. Sendo assim, a produção em alto-forno é altamente eficiente em escala, permitindo grandes volumes e um baixo custo.

Por sua vez, a rota da redução direta propõe um caminho mais recente e flexível. Em vez de empregar coque, o processo utiliza gás natural na redução do minério de ferro para gerar o ferro esponja. Esse é posteriormente encaminhado para fornos elétricos a arco, onde é convertido em aço líquido. Após o lingotamento contínuo, o material segue para as etapas de laminação e forjamento, assim como no processo convencional.

Embora produza volumes menores em comparação ao alto-forno, a redução direta apresenta vantagens estratégicas, como menor investimento inicial, redução significativa do consumo energético e uso de combustível mais limpo e abundante, o gás natural. Por esses fatores, é considerada uma solução mais sustentável e adaptada a operações voltadas à exportação.

Resultados e perspectivas

Apesar de um dos critérios de diferenciação entre alto-forno e redução direta ser o tipo de combustível, o gás natural pode ser utilizado em ambos os métodos. No entanto, no alto-forno sua função será complementar aos combustíveis fósseis, contribuindo para a “redução do consumo total de combustíveis, redução do volume de escória e aumento de produtividade”.

O estudo em questão simulou cenários com o insumo para avaliar o desempenho das rotas sob a ótica ambiental e econômica. Concluiu-se que o uso do combustível na matriz siderúrgica nacional gera menor custo de produção e menor emissão de CO₂. Os números indicam que, ao substituir parcialmente o carvão e o coque, a injeção desse vetor de transição no alto-forno pode reduzir as emissões em até 13%, enquanto a combinação com a otimização da carga metálica eleva esse índice para cerca de 20%.

Além do impacto ambiental, há ganhos de eficiência. O gás natural melhora a estabilidade térmica do processo, reduz o volume de escória e aumenta a produtividade do forno. Segundo o estudo, mesmo com os custos atuais — estimados entre US$ 7 e US$ 8 por MMBtu —, a adoção do insumo tende a se tornar cada vez mais competitiva com o avanço de políticas de precificação de carbono e a ampliação da oferta doméstica.

Na rota de redução direta, um dos insights foi que “o efeito de maior utilização de sucata no forno elétrico a arco (FEA) tem maior potencial de redução de emissões, atingindo níveis de redução próximos de 25% e 50% quando da utilização de 40 e 60% de sucata no FEA, respectivamente”. A viabilidade econômica, no entanto, depende da continuidade dos investimentos em infraestrutura e de um ambiente regulatório que garanta preços acessíveis e segurança de suprimento.

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