USP constrói planta de produção de hidrogênio a partir do etanol

Instalação será a primeira no gênero, segundo Universidade de São Paulo.

O projeto que nasce na USP é fruto do investimento de R$ 50 milhões apoiado pela Shell Brasil, Raízen, Hytron, Toyota e o SENAI, que assinaram um acordo de cooperação para desenvolvimento de plantas de produção de hidrogênio renovável (H2) a partir do etanol.

Uma planta-piloto na Universidade de São Paulo será usada para validar o uso do etanol como matéria-prima para a produção de hidrogênio renovável. A estação experimental possui 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. A iniciativa tem investimentos de R$ 50 milhões da Shell Brasil, por intermédio de recursos da cláusula de PD&I da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP).

Também participam do projeto a Hytron, a Raízen e o SENAI CETIQT, que assinaram um memorando de entendimento junto com a Toyota, para testar a tecnologia. A previsão é de que a estação experimental esteja operando no segundo semestre de 2024. Além de aproveitar a logística já existente da indústria do etanol, a tecnologia poderá ajudar a descarbonizar setores que consomem energia proveniente de combustíveis fósseis.

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 6.000 kg de hidrogênio. Esse mesmo veículo conduzindo hidrogênio comprimido como carga conseguiria transportar 1.500 kg de hidrogênio, ou seja, 4 vezes menos.

Produção será a partir de reforma a vapor do etanol

Um dos destaques da planta é o reformador a vapor de etanol, para a conversão do biocombustível em hidrogênio, por meio de um processo químico chamado ‘reforma a vapor’, que ocorre 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, mas Julio Meneghini, diretor científico do Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI), estima 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.

Outro ganho trazido por essa solução é a facilidade de se replicar a tecnologia globalmente, devido ao baixo custo de transporte do biocombustível. Na avaliação de Ricardo Mussa, CEO da Raízen, 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.

O teste prático envolverá o abastecimento de ônibus cedidos pela Empresa Metropolitana de Transportes Urbanos de São Paulo (EMTU/SP). Eles vão circular exclusivamente dentro da cidade universitária da USP. Já a Toyota cedeu ao projeto um modelo do primeiro veículo a hidrogênio do mundo comercializado em larga escala, cujas baterias são carregadas a partir da reação química entre hidrogênio e oxigênio na célula combustível.

Cidade Universitária em São Paulo/SP terá a primeira estação de hidrogênio renovável a partir do etanol do mundo.

A estação terá capacidade de abastecer com hidrogênio renovável três ônibus e um veículo da Toyota que circularão pela Cidade Universitária.

No conjunto de equipamentos que serão instalados na estação haverá um reformador a vapor, capaz de converter o etanol em hidrogênio por meio de um processo químico denominado “reforma a vapor”, que é quando o etanol, submetido a temperaturas e pressões específicas, reage com água dentro de um reator.

Ônibus movido a hidrogênio.

Transformando etanol em hidrogênio

A estação de abastecimento é resultado de um projeto de pesquisa desenvolvido pelo Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI) da Poli, em parceria com a Shell Brasil, a Raízen, Hytron, SENAI Cetiqt e Toyota. (alemdaenergia)