SENAI CETIQT: expertise do ISI em prol da colaboração para estação de abastecimento de hidrogênio renovável a partir do etanol

Todo o nosso país e o mundo estão lançando os holofotes para a Cidade Universitária, campus da Universidade de São Paulo (USP), na capital paulistana, que fará história ao ser a sede de um projeto de energia sustentável pioneiro no mundo que prevê a produção de hidrogênio (H2) a partir do etanol. Uma estação experimental de abastecimento de hidrogênio veicular será construída no local. Na semana passada, foi realizada a cerimônia oficial que marca o início da construção da estação experimental de abastecimento. Como já contei aqui, no site, participam do desenvolvimento do projeto da estação representantes de um consórcio liderado pela petrolífera Shell Brasil, a empresa de tecnologia Hytron, a Raízen, maior produtora global de etanol de cana-de-açúcar, o SENAI CETIQT e a Universidade de São Paulo, através do Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI). Para testar a viabilidade desse projeto, as partes também assinaram um memorando de entendimento junto com a Toyota.

Vale ressaltar sempre que o objetivo principal da 26ª Conferência das Nações Unidas sobre Mudança Climática (COP26) foi induzir líderes mundiais a firmarem compromissos efetivos para reduzir as emissões que causam o aquecimento do planeta. As novas ações previstas em acordos devem ser capazes de reduzir as emissões em 2,2 milhões de toneladas de CO2, limitando assim o aquecimento global a 1,5°C em comparação aos níveis pré-industriais. Na ocasião, o Brasil apresentou uma meta de redução de emissões de gases do efeito estufa de 43% para 50% até 2030; e de neutralidade de carbono até 2050.

Apontado por especialistas do setor energético como o combustível do futuro, o hidrogênio tem alto poder calorífico, quase três vezes superior ao do diesel, da gasolina e do gás natural. Ao ser transformado em energia, alimentando motores veiculares ou em aplicações industriais, ele não emite gases de efeito estufa (GEE). O resíduo liberado na atmosfera é o vapor d’água resultante da ligação do hidrogênio com o oxigênio na reação química que produz a energia.

Hidrogênio produzido na estação abastecerá ônibus que circularão dentro da cidade universitária (Foto: Divulgação)

O hidrogênio produzido na estação vai abastecer os ônibus cedidos pela Empresa Metropolitana de Transportes Urbanos de São Paulo (EMTU/SP). Eles vão circular exclusivamente dentro da cidade universitária. Para testar a performance do hidrogênio, a Toyota cedeu ao projeto o ‘Mirai’ – primeiro veículo a hidrogênio do mundo, que é comercializado em larga escala, cujas baterias são carregadas a partir da reação química entre hidrogênio e oxigênio na célula combustível (Fuel Cell Eletric Vehicle).

‘Mirai’, primeiro veículo a hidrogênio do mundo (Foto: Divulgação)

A planta-piloto ocupará uma área de 425 metros quadrados e terá capacidade de produzir 4,5 quilos de H2 por hora, dedicada ao abastecimento de até três ônibus e um veículo leve. O projeto de Pesquisa & Desenvolvimento tem investimento total de R$ 50 milhões, por parte da Shell Brasil, obtido com recursos da cláusula de PD&I, da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP).

O objetivo desse projeto inovador é tentar demonstrar que o etanol pode ser vetor para o hidrogênio renovável, aproveitando a logística já existente da indústria. A tecnologia poderá ajudar a descarbonizar setores que consomem energia proveniente de combustíveis fósseis – Cristiano Pinto da Costa, presidente da Shell Brasil

O Instituto SENAI de Inovação em Biossintéticos e Fibras (ISI), do SENAI CETIQT, será o responsável em realizar simulações computacionais robustas, para analisar o funcionamento do reformador e identificar oportunidades de aperfeiçoamento. Além disso, serão feitos o dimensionamento de equipamentos e a realização de avaliações econômicas, para garantir a viabilidade e a eficiência operacional do processo.

Estamos entusiasmados em fazer parte deste projeto revolucionário. Com o nosso foco em soluções avançadas e bioeconomia, trabalharemos em estreita colaboração com os parceiros, para otimizar o reformador de etanol, contribuindo para tornar essa tecnologia promissora, uma realidade para o Brasil e para o mundo – João Bruno Bastos, Gerente do Instituto

Com base em sua expertise em engenharia de processo, o ISI fornecerá orientação e assistência técnica para garantir que o reformador seja projetado e executado de forma eficiente, segura e sustentável. No conjunto de equipamentos que serão instalados no local, haverá um reformador à vapor de etanol, desenvolvido e fabricado pela empresa Hytron. É nesse equipamento que ocorrerá a conversão do etanol em hidrogênio, por meio de um processo químico chamado “reforma a vapor”, que é quando o etanol, submetido a temperaturas e pressões específicas, reage com água dentro de um reator.

Ao longo do funcionamento da estação experimental, os pesquisadores vão validar os cálculos sobre as emissões e custos do processo de produção de hidrogênio.

Nossa estimativa, no momento, é de que o custo da produção de hidrogênio, a partir de etanol, é comparável ao custo do hidrogênio de reforma do gás natural, no contexto brasileiro. Já as emissões são comparáveis ao processo que realiza a eletrólise da água alimentada com energia elétrica, proveniente de fonte eólica – Julio Meneghini, diretor científico do Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa, RCGI, da Escola Politécnica da USP

O etanol necessário para a produção de hidrogênio será fornecido pela Raízen, maior produtora global de etanol da cana-de-açúcar. Hoje, o deslocamento do etanol do local de produção até o destino é feito em caminhões-tanque, que têm capacidade para armazenar 45 mil litros, o equivalente a aproximadamente 6.000kg de hidrogênio. Esse mesmo veículo conduzindo a carga de hidrogênio comprimido, conseguiria transportar somente 1.500kg de hidrogênio, ou seja, quatro vezes menos. Outra vantagem é a facilidade de se replicar a tecnologia de maneira global, devido ao baixo custo de transporte do biocombustível.

O hidrogênio renovável produzido a partir do etanol terá uma participação relevante na matriz energética, nas próximas décadas, principalmente por reduzir significativamente os desafios envolvidos no transporte e distribuição do produto, que pode aproveitar a infraestrutura do etanol já existente nos postos, garantindo o abastecimento de veículos de forma rápida, sustentável e segura – Ricardo Mussa, CEO da Raízen

Para o presidente da Toyota do Brasil, Rafael Chang, “o Brasil é um país com forte vocação para biocombustíveis. Entendemos o hidrogênio como uma fonte de energia limpa e renovável, que tem um papel importante nos esforços para reduzir as emissões de CO2. A parceria neste projeto é o primeiro passo da empresa para testar o uso dessa nova tecnologia no país. Temos interesse e disposição para trabalhar em conjunto com o governo do Estado, para viabilização do transporte sustentável com uso do hidrogênio renovável a partir do etanol”.

Estiveram presentes na cerimônia o Governador do Estado de São Paulo, Tarcísio de Freitas; o Reitor da Universidade de São Paulo, Carlos Gilberto Carlotti Júnior; o Diretor da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), Daniel Maia; o Secretário de Estado de Ciência, Tecnologia e Inovação, Vahan Agopyan e o Presidente da Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), Marco Antonio Zago.