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USP terá primeira estação de hidrogênio de etanol do mundo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/08/2023

Ônibus a hidrogênio que circulará pela USP.
[Imagem: Cecília Bastos/USP]

Posto de hidrogênio na USP

Foi lançado nesta quinta-feira (10/08) o projeto da primeira estação de abastecimento de hidrogênio renovável a partir do etanol do mundo.

Quando finalizada, em julho de 2024, a estação vai produzir 4,5 quilogramas (kg) de hidrogênio por hora e será usada para o abastecimento de três ônibus que circularão pela Universidade de São Paulo (USP). O plano é avaliar por dez meses o funcionamento dos reformadores, para então implantar uma fábrica que produzirá dez vezes mais (45,5 kg de hidrogênio por hora).

"A grande vantagem dessa tecnologia está na pegada de carbono negativa e no ganho econômico. A logística de etanol - que inclusive já existe no país - é muito mais barata que a de hidrogênio. Com essa tecnologia, o etanol pode ser transformado em hidrogênio em reformadores instalados nos postos de abastecimento espalhados pelo país. Conseguimos que o quilo de hidrogênio custe de US$ 6 a US$ 8, o que é quase a metade do preço obtido por outras tecnologias.

"Além disso, a tecnologia permite capturar o CO₂ do etanol, resultando em uma pegada de emissões negativas, em comparação ao hidrogênio produzido com energia solar, por exemplo," afirmou o professor Júlio Meneghini, diretor do RCGI (Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa).

O posto de abastecimento é resultado de um projeto do RCGI, um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) financiado pela Fapesp e pela Shell, localizado na Escola Politécnica (Poli-USP) - o RCGI é um dos 22 CPEs financiados pela fundação em parcerias com empresas.

Dos cerca de R$ 465 milhões investidos no RCGI nos últimos sete anos, R$ 270 milhões vieram da Shell - sendo R$ 50 milhões só para o projeto dos reformadores de etanol em hidrogênio - e R$ 45 milhões da Fapesp. Ao longo do projeto outras empresas foram se juntando: a Total Energies repassou um montante de R$ 80 milhões e a Petronas, R$ 57 milhões. Houve também apoio da Braskem (R$ 5 milhões), Repsol (R$ 3 milhões), Petrobras (R$ 2 milhões), Marco Polo em parceria com a Embrapii e USP (R$ 670 mil) e SRI (R$ 600 mil).

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

Esquema de obtenção do hidrogênio a partir do etanol.
[Imagem: Jornal da USP]

Como funciona o posto de hidrogênio

Os reformadores utilizam etanol de segunda geração, que são hidrocarbonetos, ou seja, constituídos por átomos de carbono e de hidrogênio.

"A ideia é que dentro do reformador, no reator, ocorra uma reação de etanol e água e a quebra dessa molécula de hidrocarbonetos, resultando em hidrogênio e monóxido de carbono, que depois em uma reação com mais água vira CO₂," explicou Daniel Lopes, diretor comercial da Hytron, fabricante do reformador, uma empresa emergente criada em 2004 também com apoio da Fapesp.

"A máquina produz uma quantidade muito grande de hidrogênio ainda não purificado no primeiro estágio. Já no segundo estágio, o hidrogênio sai da nossa máquina com 99,999% de pureza," concluiu Daniel.

A tecnologia difere do modelo mais tradicional de se obter hidrogênio, como o hidrogênio solar, que é extraído a partir da eletrólise da água usando energia solar. Nesse modelo, o hidrogênio é retirado das moléculas de água (H₂O) a partir da eletricidade, o que é mais dispendioso.

No modelo da Hytron, e da primeira estação de abastecimento de hidrogênio renovável a partir do etanol do mundo, o hidrogênio obtido a partir dos reformadores abastecerá veículos elétricos. "Nesses casos, os veículos só vão emitir água," destacou Daniel.

O hidrogênio produzido na estação vai abastecer os ônibus cedidos pela Empresa Metropolitana de Transportes Urbanos de São Paulo (EMTU/SP). Para testar o desempenho do hidrogênio, a Toyota cedeu ao projeto um Mirai, o primeiro veículo a hidrogênio do mundo comercializado em larga escala, cujas baterias são carregadas a partir da reação química entre hidrogênio e oxigênio em uma célula a combustível.