Coppe inaugura planta piloto para produção de hidrogênio verde

O Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (Coppe-UFRJ) inaugurou nesta sexta-feira (11) uma planta piloto de produção de hidrogênio verde, uma parceria da Cooperação Brasil-Alemanha para o Desenvolvimento Sustentável.

A professora Andrea Santos, coordenadora do projeto e do Laboratório de Transporte Sustentável (LabTS), ligado ao Programa de Engenharia de Transportes da Coppe, explicou à Agência Brasil que a energia que vai ser utilizada para produzir o hidrogênio vem de fontes renováveis. No caso da Coppe, será usado o sistema solar fotovoltaico que vai promover o processo de produção que envolve eletrólise da água. O equipamento é um eletrolisador que faz a separação dos gases, produzindo o H2, que é o hidrogênio.

“Basicamente, nesse processo químico de produção, a gente tem como liberação oxigênio e vapor d’água. É um processo não poluente que apresenta como resultado esse hidrogênio que não é poluente”. A professora Andrea informou que o hidrogênio verde será aplicado na Coppe em pesquisas nas áreas de energia e transportes.

Na parte de energia, será estudado o comportamento do hidrogênio na geração de eletricidade por pilhas a combustível de óxido sólido. “Essa parte da energia é interessante porque a gente tem uma questão muito específica do Brasil, que é um potencial gigante para produzir energia a partir de fontes eólica e solar. Só que a grande dificuldade é a intermitência dessas fontes”. A ideia é que o hidrogênio, como vetor energético, sirva como um armazenador de energia e possa ser usado para gerar eletricidade.

Na prática, Andrea explicou que o Brasil vai ter esse combustível renovável apoiando na transição energética do país, e até do mundo, para o baixo carbono ou zero carbono. Também poderá haver utilização em vários setores da indústria como, por exemplo, para produzir aço verde, na mineração, na produção associada de amônia para fertilizantes, reduzindo a dependência da importação da Rússia.

Além da eletricidade, os pesquisadores da Coppe vão estudar alguns ‘gaps’ (lacunas) tecnológicos. “É um projeto de pesquisa onde a gente vai entender como pode gerar energia e lançar essa energia na rede, funcionando como um smart grid (rede inteligente ou sistema de distribuição e transmissão de energia elétrica que utiliza recursos digitais e da Tecnologia da Informação). Porque ainda é muito carente, em várias partes do mundo, ter um sistema inteligente de geração de energia de injeção na rede e de diferentes usos (residencial, industrial, entre outros)”.

Para a parte de transporte, o projeto da Coppe envolve pesquisa em micro mobilidade. O Instituto adquiriu bicicletas a hidrogênio, em que os pesquisadores já estão fazendo testes de autonomia. O tanque das bicicletas é um cilindro de dois litros, que se equipara a uma garrafinha de água, onde é injetado gás. “Com isso, a gente tem uma autonomia de 150 quilômetros”. Há um ganho significativo em relação às atuais bicicletas elétricas. Segundo a professora Andrea Santos, a grande questão é que a bicicleta elétrica tem, no máximo, autonomia de 15 quilômetros, muito baixa para longas distâncias. Além disso, tem toda uma questão sensível relativa à própria bateria de lítio, que é um problema ambiental global que terá de ser resolvido, por conta dos materiais raros, da contaminação.

Nessa bicicleta a hidrogênio, a nova tecnologia não usa bateria. Ela usa o hidrogênio como um pulmão. “O hidrogênio vem e aciona. É um super capacitor que vai gerar energia no lugar da bateria. Ou seja, essa bicicleta é ambientalmente mais saudável e tem autonomia muito grande”. Andrea Santos estimou que essa nova bicicleta movida a hidrogênio verde poderia revolucionar o sistema de ‘delivery’, permitindo aos entregadores trabalhar por quatro ou cinco dias direto sem ter que parar para trocar de veículo ou devolver. “A gente já está estudando essa questão do ‘e-commerce’e como poderia apoiar no ‘delivery’ em cidades e até na locomoção mesmo de pessoas, porque as bicicletas seriam abastecidas com hidrogênio verde”.

Os pesquisadores da Coppe já estão pensando também, visando projetos futuros, em estudar a aplicação em drones, na aviação. “Porque os nossos projetos envolvem também a captura de hidrogênio verde em baixa pressão. Serão feitos testes em laboratório para produzir alguns componentes químicos para combustíveis mais sustentáveis para aviação, além da transformação do etanol em uma variedade de produtos de maior valor econômico e industrial”.

Quatro laboratórios da Coppe estão envolvidas nas pesquisas: Laboratório de Transporte Sustentável (LabTS), ligado ao Programa de Engenharia de Transportes, coordenado pela professora Andrea Santos, responsável pelo projeto na Coppe; Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão (LEMT), ligado ao Programa de Engenharia Elétrica; Núcleo de Catálise (Nucat), ligado ao Programa de Engenharia Química; e o Laboratório de Hidrogênio (LabH2), ligado ao Programa de Engenharia Metalúrgica e de Materiais e ao Programa de Engenharia de Transportes.

A planta está sendo inaugurada no âmbito do Projeto H2 Brasil, que envolve o Ministério de Minas e Energia do Brasil e o governo da Alemanha, junto com a Agência de Cooperação Brasil-Alemanha para o Desenvolvimento Sustentável, por meio da GIZ (sigla em alemão para Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit). Antes mesmo da inauguração da planta, a Coppe já vinha realizando testes de mobilidade e estudando a viabilidade das bicicletas a hidrogênio verde. Alguns estudos já foram publicados, inclusive.

Andrea apostou que, provavelmente, o Brasil vai produzir o hidrogênio verde mais barato do mundo. “A gente está fazendo estudos mais macro, mas esperamos, até o meio do ano que vem, já ter uma publicação dedicada ao nosso estudo em si, com as rotas de produção, os dados de coleta, visando ter um sistema de monitoramento”. O projeto da Coppe vai envolver capacitação e visita guiada com óculos de realidade virtual. Com esse enfoque acadêmico e criação de capacidade técnica, a Coppe receberá 21 pesquisadores da América Latina para o primeiro curso, ainda neste mês de agosto.

O hidrogênio verde está sendo considerado um vetor energético importante para a redução do aquecimento global, capaz de revolucionar, por exemplo, os transportes no mundo, entre os quais aviação, navegação, transporte de carga por ônibus. Somando o hidrogênio verde ao que é hoje a matriz renovável, a perspectiva é a participação das fontes limpas na matriz energética nacional possa atingir entre 20% e 25%.

“O próprio setor de óleo e gás já está investindo e pensando na questão das eólicas off-shore (no mar) e em usar energia limpa nos seus processos”. Somando a fonte hídrica com as demais fontes renováveis, incluindo o hidrogênio verde, Andrea estimou que o Brasil tem potencial de alcançar 85% ou 90% de matriz limpa, não precisando de combustível fóssil para a indústria. “É claro que vai depender do potencial de produção de energia renovável - solar, eólica, biomassa mais hidrogênio verde”. São estimativas que vão variar de acordo com diferentes cenários, destacou.

A professora da Coppe citou pesquisa do Hydrogen Forecast to 2050, segundo a qual a quantidade de hidrogênio na matriz energética será de apenas 0,5% em 2030, evoluindo para 5% em 2050. Entretanto, para atender às metas do Acordo de Paris, o uso de hidrogênio precisaria triplicar para satisfazer 15% da demanda energética até a metade deste século. Outro estudo, realizado pela Goldman Sachs, indica que o hidrogênio verde pode fornecer até 25% das necessidades energéticas mundiais até 2050, sinalizando um futuro promissor na redução das emissões das indústrias mais intensivas em carbono do mundo.

O diretor do projeto H2 Brasil, Markus Francke, disse ser gratificante para a GIZ, que já atua no Brasil há mais de 60 anos, inaugurar essa planta de produção de hidrogênio verde que, “além de energias renováveis e hidrogênio, vai produzir ciência, tecnologia, inovação e educação para centenas de estudantes que vão passar por aqui ao longo dos anos”. Acentuou que os esforços que o Brasil vem empreendendo para garantir uma geração de energia limpa são fundamentais para posicionar o país na direção da descarbonização.

A expectativa é que, nos próximos anos, com o apoio dos ministérios de Minas e Energia (MME) e de Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI), sejam implementadas ações para o desenvolvimento de novas tecnologias, financiamento de ideias inovadoras e projetos tecnológicos, construção de laboratórios, estudos, educação profissional e capacitação na área do hidrogênio e seus derivados.