Brasil terá produção de hidrogênio renovável a partir de etanol

O Brasil terá a 1ª planta do mundo conforme reportagem de Geraldo Campos Jr., do Poder 360, para produzir hidrogênio renovável a partir de etanol. A iniciativa simplificará o transporte da molécula e, no futuro, poderá ajudar na descarbonização de setores da indústria e dos transportes, viabilizando, por exemplo, o uso de carros elétricos a hidrogênio no país. O projeto é liderado pela Shell, que estima R$ 50 milhões em investimentos nos próximos anos.

A implantação será dividida em 3 etapas, sendo que a 1ª delas inclui um posto experimental para abastecimento de veículos na USP (Universidade de São Paulo), numa parceria com o RCGI (Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa) da universidade, além do Senai e das empresas Hytron, Raízen e Toyota.

O etanol (C2H6O) tem 2 átomos de carbono, 6 de hidrogênio e 1 de oxigênio em cada molécula. O processo consiste em quebrar essa molécula através de um equipamento chamado reformador a vapor através de reações químicas, catalisador e alta pressão e temperatura. A partir daí se tem o hidrogênio. Já o carbono é devolvido para a atmosfera.

De acordo com o gerente de Tecnologias de Baixo Carbono da Shell Brasil, Alexandre Breda, a 1ª fase vai mostrar que é possível descarbonizar a mobilidade através do hidrogênio. Ele destaca que o projeto nasceu numa parceria da petroleira com a Hytron e que o Brasil é o país ideal para protagonizar essa produção, pois também foi vanguardista no etanol.

“Há muito tempo o mundo fala de hidrogênio mas ninguém sabe direito como produzir e transportar. Hidrogênio é a molécula mais abundante no ambiente, mas nunca tá sozinha. Você tem que produzir. E depois transportar, e por ser uma molécula pequena, é complexo o transporte. E pensamos: porque não etanol? Que é um biocombustível brasileiro, não é tóxico. É muito mais fácil transportar o etanol”, disse.

Ele explica que como em nenhum lugar do mundo é feita a produção de hidrogênio a partir de etanol, o projeto ainda tem um caráter de pesquisa, até mesmo para averiguar custos, qual será o preço e a real pegada de carbono desse hidrogênio.

O diretor-científico do RCGI, Julio Romano Meneghini, explica que nesta 1ª fase tudo isso será estudado, além da eficiência da planta-piloto. Segundo ele, os números preliminares mostram que é viável usar o etanol como vetor para transportar o hidrogênio sustentável.

“Se olharmos o etanol de 1ª geração, o hidrogênio produzido a partir dele tem uma baixíssima pegada de carbono e um custo baixo. Pelos dados de laboratório, já se mostra muito competitivo ante o hidrogênio verde, por causa do transporte”, afirma.

Meneghini, que também é professor titular da Escola Politécnica da USP, explica a diferença do chamado hidrogênio verde para este produzido a partir de etanol.

“O que é chamado de hidrogênio verde normalmente é feito a partir da eletrólise da água, a partir da geração de energia eólica e solar. Esse que estamos trabalhando é a partir da reforma do etanol. Outra diferença são as emissões: olhando o CO₂ emitido na cadeia, porém, a fabricação dos painéis solares e de torres e pás eólicas têm uma pegada de emissões”, afirma.

No caso do hidrogênio a partir do etanol, também há emissões no início da cadeia, mas que podem ser eliminadas, tornando a pagada de carbono negativa, algo que nem o hidrogênio verde tem. “Se tirar o diesel de todas as etapas de transporte do etanol e utilizar o biometano produzido por ele, temos uma pegada zero. E se capturar o CO₂ do processo de fermentação para produção de biomassa, a emissão pode ser negativa”.

A facilidade no transporte é outro fator que diferencia os 2 processos. “Qualquer lugar do Brasil pode receber tanques de etanol. Já existe uma logística para transportar e armazenar etanol. E o custo de transportar um combustível como o hidrogênio na forma gasosa ou na forma liquefeita é mais alto e você tem que investir pra ter esses equipamentos”, diz Meneghini.

Além da unidade da USP, o projeto da Shell estima mais 2 etapas, com ganho de escala gradativo de produção de hidrogênio em cada um. Ainda não há definição sobre local de implantação das demais unidades.

ABASTECIMENTO DE VEÍCULOS ELÉTRICOS

A planta-piloto ocupará uma área de 425 m² e terá capacidade de produzir 4,5 quilos de H2 por hora, ou 50 m³/hora. A estimativa é que a unidade, que será focada no abastecimento de veículos, seja inaugurada até o 2º semestre de 2024.

A estação vai abastecer 1 carro, o Toyota Mirai, que é o 1º do mundo movido a eletricidade produzida internamente por hidrogênio, além de 3 ônibus urbanos da EMTU (Empresa Metropolitana de Transportes Urbanos de São Paulo) convertidos para essa tecnologia.

Alexandre Breda falou sobre a tecnologia, que se difere de um carro elétrico comum: “Esses veículos têm uma célula-combustível que produz a própria energia dentro do carro através do hidrogênio. Ele não é um elétrico que precisa de tomada. Ele será abastecido com hidrogênio, num formato parecido ao abastecimento com GNV (Gás Natural Veicular)”.

Divulgação

Projeção da planta-piloto de hidrogênio a partir de etanol que será construída na USP

Esses veículos são equipados com cilindros de hidrogênio. Esses tanques são ligados a célula-combustível, que soma a esse hidrogênio o oxigênio captado no ar, e produz energia e água a partir dessa reação. A água é liberada pelo escapamento. E a energia vai para o motor para abastecer o carro.

Segundo Meneghini, esses veículos apresentam vantagens em relação aos elétricos tradicionais. Por exemplo, a necessidade menor de bateria. “Como a quantidade de baterias é menor, emite menos CO₂ na fase de produção do carro, é mais fácil fazer a reciclagem e o carro fica muito mais leve”.

Outra vantagem é o tempo de abastecimento. “O tempo de recarga é infinitamente melhor. Em 5 minutos carrega o tanque desse carro ou ônibus. É o tempo de encher o tanque de diesel ou gasolina. No elétrico comum demora até 8h para carregar um carro”, diz o diretor do RCGI.