O carvão continua a ser a espinha dorsal do sistema energético da África do Sul e uma pedra angular da atividade económica em toda a África Austral. Em 2024, a África do Sul produziu aproximadamente 235 Mt de carvão comercializável, com 65-70 Mt exportadas, gerando receitas substanciais de exportação e sustentando cerca de 100 000 empregos diretos (Minerals Council South Africa, 2024).

No entanto, quando a conversa sobre o carvão se concentra exclusivamente nas suas responsabilidades ambientais, corre-se o risco de ignorar o seu potencial como recurso estratégico de carbono. Com a investigação, desenvolvimento e inovação (RD&I) adequados, o carvão pode ser transformado em materiais avançados, moléculas limpas, minerais críticos e coprodutos de alto valor, desbloqueando cadeias de valor que vão muito além da combustão.

O setor do carvão enfrenta um desafio inegável: os mercados globais estão a mudar, as regulamentações ambientais estão a tornar-se mais rigorosas e as pressões competitivas estão a aumentar. Para que o carvão continue viável, ele deve evoluir por meio de RD&I, reimaginando o seu valor e papel num mundo em mudança.

A Coaltech, a principal associação de investigação sobre carvão da África, é, há 26 anos, uma organização composta por membros que reúne a indústria, o governo e o meio académico. Tem demonstrado consistentemente como a investigação, desenvolvimento e inovação (RD&I) direcionados podem transformar o carvão de um combustível de uso único numa base de recursos multifacetada para novas indústrias.

De combustível a recurso multifuncional

A inovação no carvão não se resume apenas a melhorar o seu desempenho ambiental na geração de energia. Trata-se também de desbloquear cadeias de valor totalmente novas por meio de uma abordagem de economia circular, na qual todos os materiais e subprodutos são vistos como recursos valiosos. Por meio de RD&I direcionada, o carvão pode se tornar uma fonte de produtos avançados de carbono, minerais estratégicos, moléculas limpas, soluções de restauração ambiental e inovação hídrica.

Caminhos de RD&I para a transformação do carvão

Materiais avançados de carbono: a estrutura do carvão sul-africano torna-o uma excelente matéria-prima para produtos de carbono de alto valor. Os materiais residuais da beneficiação do carvão podem ser transformados em carvão ativado, pellets de carbono projetados e nanofibras de carbono para aplicações industriais e de alta tecnologia.

Minerais estratégicos provenientes de fluxos de subprodutos: Cinzas de carvão , aterros sanitários e xistos associados contêm elementos de terras raras (REEs) e outros minerais críticos essenciais para tecnologias de energia renovável, eletrónica e aplicações de defesa. Estes podem ser recuperados através de processos como separação magnética, lixiviação ácida e zeolitização.

Inovação hídrica e recuperação de recursos: A água afetada pela mineração, incluindo drenagem ácida de minas (AMD) e salmouras, pode ser transformada em recursos valiosos. O tratamento avançado pode produzir água potável ou de qualidade industrial, recuperar compostos de gesso e magnésio e extrair traços de REEs, enquanto os sistemas de descarga líquida zero eliminam descargas prejudiciais. A água tratada pode apoiar a agricultura, a indústria e as comunidades.

Moléculas limpas: hidrogénio e gás de síntese com CCS A gaseificação com captura e armazenamento de carbono (CCS) pode tornar o carvão uma fonte de hidrogénio e gás de síntese com baixo teor de carbono para centros industriais. Os carvões com alto teor de cinzas da África do Sul podem ser gaseificados de forma eficiente com uma otimização adequada do projeto.

Reaproveitamento de terras para energia renovável: Terrenos pós-mineração podem ser convertidos em centros de energia renovável, aproveitando as servidões e conexões de rede existentes. A China e outras regiões carboníferas mostraram como antigas minas de carvão podem ser reabilitadas e transformadas em parques solares e eólicos.

Impulsionando a economia digital e de IA: os centros de dados consomem cerca de 1,5% da eletricidade global (~415 TWh) e podem quase duplicar até 2030. O carvão, quando combinado com tecnologia de alta eficiência e baixa emissão e CCS, pode fornecer a energia de base estável necessária para IA e computação de alto desempenho. A fabricação de hardware de IA requer REEs, nióbio e grafite, muitos dos quais recuperáveis a partir dos fluxos de subprodutos do carvão.

Por que a transformação é importante agora

• Resiliência económica: diversificação protege contra queda na procura por carvão térmico
• Liderança ambiental: a utilização circular de materiais derivados do carvão aumenta a sustentabilidade económica e ambiental
• Posicionamento regional: Os primeiros a adotar essa tecnologia conquistarão novos mercados africanos e globais em materiais avançados, minerais críticos, moléculas limpas, inovação hídrica e cadeias de abastecimento de IA.

O prémio económico

Se a indústria do carvão em toda a Comunidade de Desenvolvimento da África Austral se comprometer com esses caminhos de RD&I, os benefícios podem ser transformadores:

• Para a indústria do carvão: receitas diversificadas provenientes de produtos de alto valor, como fibra de carbono e REEs purificados, menor dependência dos mercados de carvão térmico e melhor desempenho em termos de sustentabilidade.
• Para o setor mineiro: novos clusters industriais, aprimoramento tecnológico e de competências e menor exposição aos ciclos das commodities
• Para as economias da SADC: milhares de milhões em potencial crescimento das exportações, novos empregos qualificados, revitalização das zonas rurais através de centros de energias renováveis e reutilização da água, e posicionamento global como fornecedores para os setores da IA e das energias renováveis.

Chamada à ação: Junte-se ao movimento

Os intervenientes em toda a cadeia de valor do carvão, produtores, inovadores tecnológicos, instituições de investigação, consultores e prestadores de serviços especializados têm a oportunidade de impulsionar esta transformação. Ao colaborar e investir em I&D&I, a indústria pode criar produtos de carbono de alto valor, recuperar minerais críticos, reutilizar água de minas, produzir hidrogénio e gás de síntese limpos, reabilitar terrenos para energias renováveis e fornecer energia e materiais para a economia digital e de IA.

Embora os produtores continuem a ser fundamentais, a inovação pode e deve vir de todos. Seja você um fornecedor de equipamentos, desenvolvedor de processos, empresa de soluções ambientais ou colaborador de pesquisa, a sua experiência pode remodelar o papel do carvão num futuro com baixas emissões de carbono e uso eficiente de recursos. Nos últimos 26 anos, a Coaltech uniu produtores, pesquisadores e formuladores de políticas para moldar o futuro do carvão por meio de pesquisas de nível internacional. Somos uma associação baseada em membros e convidamo-lo a fazer parceria connosco, juntar-se à nossa rede de líderes do setor e aproveitar a inovação já em andamento.

A ciência existe. A experiência está aqui. A oportunidade é agora. O futuro do carvão não é abandoná-lo. É transformá-lo.

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