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Tecnologias para um futuro sustentável

10/11/2021
A Alcoa desenvolveu um processo patenteado para purificar qualquer sucata de alumínio pós-consumo em um nível de pureza de P0101.

 

A Alcoa Corp. divulgou um roteiro de tecnologia da empresa para desenvolver a indústria do alumínio para um futuro sustentável. Uma novidade é um novo processo proprietário de reciclagem de sucata pós-consumo, com o potencial de descarbonizar uma parte significativa da cadeia de suprimento de alumínio a montante e fornecer uma vantagem competitiva em um mundo com restrição de carbono. 

O roteiro, que se alinha com o objetivo da empresa de “transformar o potencial bruto em progresso real”, inclui três programas principais: A Refinaria do Futuro, que visa reduzir o custo de capital de desenvolvimento de uma refinaria e permitir a descarbonização do processo de refino de alumina. A Alcoa usaria uma combinação de processos e tecnologias que estão em desenvolvimento, incluindo a recompressão mecânica de vapor e calcinação elétrica para desenvolver este projeto focado no futuro; O processo de purificação de metal ASTRAEA™ desenvolvido pela Alcoa para a reciclagem de sucata de alumínio pós-consumo em alumínio de alta pureza. Este processo poderia criar uma cadeia de valor inteiramente nova para produzir economicamente alumínio com uma qualidade que excede, em muito, a pureza do alumínio comercial produzido em uma fundição;  e a tecnologia de joint venture ELYSIS™ que elimina todos os gases de efeito estufa do processo de fundição tradicional. O processo inovador usa projeto de eletrodo de próxima geração e materiais proprietários desenvolvidos inicialmente no Centro Técnico da Alcoa e emite oxigênio puro como um subproduto a um custo operacional e de capital mais baixo do que a tecnologia convencional. “Nosso roteiro de tecnologia representa uma série de soluções de próxima geração que podem reduzir significativamente as emissões na cadeia de valor upstream e, ao mesmo tempo, gerar valor significativo para os acionistas”, disse o presidente e CEO da Alcoa, Roy Harvey. 

O executivo cita ainda que o projeto da Refinaria do Futuro e a tecnologia de fundição de carbono zero ELYSIS não visam apenas reduzir custos e melhorar a eficiência na produção de alumínio, mas visam a redução completa da geração de gases de efeito estufa de seus respectivos processos de produção. “A Alcoa desenvolveu a indústria de alumínio há mais de 135 anos e esse legado de inovação nos motiva a ajudar a criar um futuro melhor para o amanhã - um no qual estamos alavancando nossos produtos, processos e pessoas para concretizar nossa visão de reinventar a indústria do alumínio para um futuro sustentáve”. O roteiro de tecnologia também ajuda a apoiar o caminho da Alcoa para alcançar sua ambição de atingir emissões líquidas de gases de efeito estufa (GEE) até 2050 em suas operações globais, incluindo emissões de Escopo 1 e Escopo 2.

A Alcoa desenvolveu um processo patenteado para purificar qualquer sucata de alumínio pós-consumo em um nível de pureza de P0101, ultrapassando a pureza do alumínio P1020 que é produzido em qualquer fundição comercial. Atualmente, existe uma grande oferta de sucata de alumínio que só pode ser usada para aplicações limitadas, devido à sua combinação de impurezas.

Como matéria-prima para esse processo, a Alcoa tem como objetivo a sucata triturada de automóveis Zorba como matéria-prima. Hoje, não há processos disponíveis comercialmente para retirar essa sucata de metais residuais e trazê-la à pureza adequada para a maioria das aplicações de laminação ou extrusão. O processo ASTRAEA da Alcoa é a primeira e única tecnologia que pode purificar essa sucata de baixo valor, segundo a companhia. 

Ao converter essa sucata de alumínio de baixo valor em alumínio de alta pureza, o processo ASTRAEA permite que os fabricantes se misturem com a sucata de menor pureza, aumentando significativamente o pool de sucata pós-consumo que pode ser usada como matéria-prima mais uma vez. Ele também permite que algumas aplicações aeroespaciais e de defesa especiais usem sucata, o que seria uma novidade para essas indústrias.

O programa Refinaria do Futuro da Alcoa usará uma série de tecnologias e processos para projetar uma refinaria que reduza a intensidade de capital, elimine as emissões de carbono e trate de outros desafios da indústria, incluindo a redução ou eliminação de resíduos de bauxita. Do ponto de vista ambiental, ele será projetado em torno de duas tecnologias - recompressão mecânica de vapor (MVR) e calcinação elétrica, que permite um ambiente operacional de calcinador autônomo que captura vapor e permite que o calcinador seja conectado a uma rede elétrica de energia renovável. A tecnologia também retém toda a água da matéria-prima original.

Quando combinadas com uma rede descarbonizada, essas duas tecnologias permitem um caminho para um sistema de refino de alumina com emissão zero.

MVR é um processo movido à energia renovável que recicla vapor de baixa pressão no processo de refino, oferecendo o potencial de reduzir as emissões de carbono no refino de alumina em até 70%. A Alcoa está avaliando a aplicação dessa tecnologia na Austrália com o apoio de uma doação de US$ 11 milhões da Australian Renewable Energy Agency (ARENA). O processo reduz o consumo de água em até 35%. 

A joint venture ELYSIS é construída em torno de uma tecnologia de fundição de carbono zero inventada pela Alcoa que tem o potencial de revolucionar a forma como o alumínio é feito removendo todas as emissões de dióxido de carbono do processo tradicional de fundição de alumínio, enquanto reduz os custos operacionais e melhora a produtividade. A ELYSIS está produzindo metal com o processo de fundição sem carbono em seu Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Industrial, usando um design industrial completo. O projeto é semelhante em tamanho às pequenas células de fundição comerciais em operação hoje. Além disso, o metal produzido a partir do processo ELYSIS tem sido usado por empresas como Apple e Audi.

A ELYSIS espera que sua tecnologia possa ser oferecida para aplicação comercial logo em 2024, com instalação por clientes da fundição possível aproximadamente dois anos depois. A JV pretende operar um protótipo em escala comercial da tecnologia em 2023, e a construção de células protótipo operando em uma corrente elétrica de 450 kA atualmente em andamento. Essas células são projetadas para serem usadas como uma substituição 'drop-in' para reformar fundições existentes ou construir novas e podem ser dimensionadas para outros tamanhos, conforme necessário.