USP: Primeira planta de conversão de hidrogênio

Nas próximas semanas entrará em operação, no campus Capital-Butantã da Universidade de São Paulo (USP), a primeira estação de abastecimento de hidrogênio renovável a partir do etanol do mundo.
O anúncio foi feito pelo reitor da instituição, Carlos Gilberto Carlotti Junior, na abertura da Conferência de Pesquisa e Inovação em Transição Energética (ETRI) 2024, realizada pelo Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI) entre 5 e 7 de novembro.
“Estamos inaugurando, agora, nosso reformador de hidrogênio. A partir da próxima semana, teremos hidrogênio produzido a partir do etanol aqui na nossa universidade”, afirmou Carlotti Junior.
O posto de abastecimento é resultado de um projeto do RCGI, um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído por Fapesp e Shell na Escola Politécnica (Poli-USP). O RCGI é um dos CPEs financiados pela Fundação em parceria com empresas.
A estação produzirá inicialmente 4,5 quilos (kg) de hidrogênio por hora – aproximadamente 100 kg por dia. O combustível será utilizado para o abastecimento de três ônibus urbanos que circularão pelo campus da USP, em São Paulo, e um rodoviário, com autonomia de 450 quilômetros (km), suficiente para ir e voltar da Cidade Universitária para Piracicaba, no interior paulista, explicou Julio Meneghini, diretor do RCGI, durante uma visita para convidados à planta-piloto. Um dos ônibus foi usado para levar os visitantes até a estação no último dia 5.
“Estudos preliminares mostram que, se 18 ônibus urbanos movidos a diesel que circulam pela USP fossem hoje substituídos por versões abastecidas com hidrogênio, a universidade deixaria de emitir quase 3 mil toneladas de CO2 [dióxido de carbono] por ano”, disse Meneghini.
Por meio de uma tecnologia desenvolvida pela Raízen, foi possível integrar todo esse processo e utilizar 7 litros de etanol para a produção de 1 kg de hidrogênio.
Também são utilizados 2,5 quilowatts-hora (kWh) para manter os sistemas com pressão e a parte elétrica. “Mas, se avaliarmos todos esses números, é possível verificar que o hidrogênio produzido na estação vai chegar a um valor extremamente competitivo, inclusive para uso nesses quatro ônibus aqui na USP”, avaliou Meneghini.
Os gases produzidos durante as reações são purificados em cilindros, onde são separados CO (monóxido de carbono), CO2, o metano e o hidrogênio, que precisa atingir um índice de pureza de 99,999% para ser usado tanto nos ônibus como no automóvel Mirai, cedido pela Toyota para o projeto – o 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 a combustível (fuel cell electric vehicle).
Após ser produzido e sair do purificador, o hidrogênio é comprimido e armazenado em reservatórios com pressão de cerca de 400 atmosferas. “Isso já é suficiente para abastecer os ônibus e o veículo Mirai, que, com 1 kg de hidrogênio, roda 120 km [com tanque cheio, abastecido com 5 kg de hidrogênio, o automóvel tem autonomia de 600 km]”, contou Meneghini.
Com a planta em plena operação, os pesquisadores pretendem avaliar, entre outras questões, qual a quantidade de CO2 emitida para produzir 1 kg de hidrogênio, o consumo real dos veículos e por quanto tempo, em média, é possível manter a estação operando.
“Ao ligar e desligar a planta, há uma diminuição muito grande da eficiência. Ela precisa operar com algo entre 50% e 100% de sua capacidade. Se não encontrarmos uso para todo o hidrogênio produzido, vamos ter de eventualmente desligar a planta em alguns períodos ou fazer um flair [queima], que não contribui para emissões de gases de efeito estufa porque a combustão de hidrogênio não emite CO2”, pontuou Meneghini.

Fonte: saopaulo.sp.gov.br