Optimal design of a green ammonia export supply chain from Saudi Arabia under demand, price and route uncertainty: a two-stage stochastic programming approach
Este artigo emprega um modelo de programação estocástica de dois estágios para demonstrar que uma cadeia de suprimentos de exportação de amônia verde ideal da Arábia Saudita para a Europa e o Leste Asiático deve ser concentrada exclusivamente no site de NEOM com uma capacidade de 1,80 Mt/ano, gerando uma vantagem econômica significativa sobre designs determinísticos e provando-se altamente sensível aos preços de mercado e custos de capital sob incertezas de demanda e de rotas.
Artigo original sob licença CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Esta é uma explicação gerada por IA do artigo abaixo. Não foi escrita nem endossada pelos autores. Para precisão técnica, consulte o artigo original. Ler aviso legal completo
O mundo está à procura de uma forma de alimentar o seu futuro sem queimar combustíveis fósseis, e uma das soluções mais promissoras envolve transformar a luz solar e o vento num combustível limpo chamado hidrogénio verde. No entanto, o hidrogénio é difícil de transportar através dos oceanos porque deve ser mantido a temperaturas extremamente baixas ou sob uma pressão imensa. Para resolver isto, os engenheiros frequentemente convertem o hidrogénio em amoníaco, um produto químico que é muito mais fácil de transportar e armazenar, antes de o enviar para os países que dele necessitam. A Arábia Saudita, com os seus vastos desertos e fortes ventos costeiros, está posicionada de forma única para se tornar uma grande exportadora de amoníaco verde. Contudo, construir as enormes fábricas e portos necessários é uma aposta. Os investidores devem decidir onde construir e quão grandes devem ser estas instalações anos antes de saberem exatamente quanto combustível o mundo comprará, que preço pagarão ou se as rotas de navegação de que dependem permanecerão abertas.
Um novo estudo de Abdulkader Hanbazazah, da Universidade de Jeddah, aborda esta incerteza ao criar um modelo computacional sofisticado para encontrar o caminho mais seguro e lucrativo. Em vez de adivinhar um único futuro, os investigadores simularam cinquenta mundos possíveis diferentes, combinando procura alta e baixa, preços variáveis e o risco de rotas de navegação serem bloqueadas por conflitos. Eles testaram cinco potenciais locais costeiros na Arábia Saudita — três no Mar Vermelho e dois no Golfo Arábico — para ver qual combinação de painéis solares, turbinas eólicas e plantas químicas sobreviveria aos piores cenários e, ainda assim, geraria lucro. O objetivo não era apenas encontrar a forma mais barata de produzir amoníaco, mas sim desenhar uma cadeia de abastecimento que pudesse resistir à natureza imprevisível dos mercados globais e da geopolítica.
O modelo revelou um vencedor claro para a localização do primeiro grande centro de exportação: NEOM, uma nova cidade que está a ser construída no canto noroeste do país, no Mar Vermelho. Apesar de os portos no Golfo Arábico estarem mais próximos de mercados asiáticos como o Japão e a Coreia, o estudo descobriu que os recursos eólicos em NEOM são tão superiores que tornam o custo de produção lá cerca de 130 dólares por tonelada inferior a qualquer outro lugar. Esta vantagem de preço é tão grande que, mesmo que a rota de navegação do Mar Vermelho fosse bloqueada, forçando os navios a fazer um percurso muito mais longo em redor de África, a poupança de produzir o combustível mais barato ainda superaria os custos adicionais de transporte. Consequentemente, o modelo descartou a construção de quaisquer instalações de exportação na costa do Golfo no futuro próximo, uma vez que os seus custos de produção mais elevados nunca seriam recuperados, independentemente de quão seguras fossem as rotas de navegação.
No que diz respeito à decisão sobre o tamanho da planta, os investigadores descobriram que a abordagem mais comum de planear para o futuro médio é, na verdade, um desastre financeiro. Se uma empresa construísse uma instalação dimensionada para satisfazer a procura média esperada, perderia cerca de 140 milhões de dólares todos os anos porque a planta ficaria parada sempre que a procura fosse inferior à média. Em vez disso, a estratégia ideal é construir uma planta menor, dimensionada para satisfazer o nível de procura que é provável ser atingido ou excedido em 90 por cento das vezes. Este design "consciente do risco", que se foca em 1,8 milhões de toneladas de amoníaco por ano, evita os custos pesados da capacidade não utilizada. Embora esta planta menor possa não capturar todas as vendas possíveis, garante um lucro constante de cerca de 160 milhões de dólares por ano em média, enquanto uma planta maior, de tamanho médio, perderia dinheiro em metade de todos os cenários possíveis.
O estudo também examinou o quanto os investidores devem preocupar-se com os piores cenários, tais como uma queda súbita de preços ou um bloqueio total do Canal de Suez. Sem garantias governamentais, um investidor muito cauteloso recusar-se-ia a construir qualquer coisa, temendo que um ano mau pudesse dissipar as suas poupanças. No entanto, os investigadores descobriram que uma rede de segurança simples — um preço mínimo garantido de 750 dólares por tonelada de amoníaco — muda completamente o jogo. Com este patamar de preço em vigor, até os investidores mais cautelosos estariam dispostos a construir a planta, porque o pior resultado possível já não resultaria numa perda. Isto sugere que os contratos internacionais que prometem um preço mínimo, semelhantes aos esquemas já utilizados na Europa e no Japão, são a chave para desbloquear o capital necessário para construir estes enormes projetos de energia verde.
Em última análise, a investigação mostra que o futuro das exportações de amoníaco verde da Arábia Saudita depende menos de encontrar a rota de navegação perfeita e mais de fazer as escolhas certas sobre localização e dimensão sob incerteza. Ao escolher o local com mais vento e construir uma planta que seja resiliente em vez de maximizada, a indústria pode assegurar um futuro lucrativo mesmo quando o mundo é imprevisível. O estudo conclui que o valor de utilizar este planeamento cuidadoso, baseado em cenários, é imenso; poupa centenas de milhões de dólares em comparação com o ato de adivinhar, provando que, no mundo de alto risco da energia verde, o investimento mais inteligente é aquele que se prepara para o inesperado.
Afogado em artigos na sua área?
Receba digests diários dos artigos mais recentes que correspondam às suas palavras-chave de pesquisa — com resumos técnicos, no seu idioma.