Biogás é a ‘alma’ de tecnologia que produz eletricidade a partir do hidrogênio verde
Biogás é a ‘alma’ de tecnologia que produz eletricidade a partir do hidrogênio verde
Previsão é de que ela chegue ao mercado dentro de três anos
Crédito da imagem: Zeo-Porto Açu / Delcy Mac Cruz
Que o hidrogênio verde é considerado estratégia global para a transição energética, isso não é novidade nenhuma.
Seja no Brasil ou em países da União Europeia, produzir o renovável entra no radar de organizações públicas e privadas quando se trata de buscar a descarbonização.
Vale destacar que zerar as emissões de carbono serve tanto para os combustíveis fósseis usados nos transportes e pela indústria, quanto pelo mercado de eletricidade, embora, aqui, o Brasil já tenha matriz com mais de 70% de fontes limpas.
A boa nova é que chegar a 100% de fontes limpas ganha viabilidade por meio do hidrogênio verde.
Como assim?
Fonte renovável - Em resumo, o hidrogênio verde é aquele obtido por meio de processo químico conhecido como eletrólise, em que se usa a corrente elétrica de fonte renovável para separar o hidrogênio que existe na água.
Cinza - Entretanto, quem domina o mercado de hidrogênio hoje é o cinza, obtido a partir da queima de combustíveis fósseis, principalmente gás natural.
Aqui, a conversão de gás em hidrogênio ocorre em processo chamado de reforma a vapor.
Mas não tem saída: esse tipo de hidrogênio é um forte emissor de gases poluentes.
Vale perguntar: se o cinza é poluente e o verde é a ‘bola da vez’, por que, então, ele não substitui o ‘concorrente’?
Há várias barreiras: a considerada principal é a tecnologia adequada, por exemplo, ao Brasil - que tem energia renovável à vontade, seja ela eólica, solar, hidrelétrica e de biomassa, formada, entre outros, por resíduos da cana-de-açúcar.
Além da tecnologia, outra barreira é a falta de regulamentação, em fase de tramitação na esfera pública.
E tem, também, outro empecilho: o custo de produção.
Quanto custa: em valores divulgados em publicação da Fundação Getúlio Vargas (FGV), enquanto um quilo de hidrogênio fóssil é de cerca de US$ 1,4, o quilo do verde varia entre US$ 5 e US$ 7.
Colaboração estratégica - A redução do custo de produção do renovável depende de tecnologia eficaz e de ganho de escala produtiva.
No caso da busca de tecnologia, está em curso uma colaboração estratégica para impulsionar a produção eficiente de eletricidade para gerar energia usando hidrogênio renovável derivado do biogás.
11 destaques
O blog Fenasucro lista a seguir 11 destaques sobre essa tecnologia em desenvolvimento com dados de publicação do Centro de Estudos de Energia e Petróleo (CEPETRO), vinculado à Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).
1 - Quem integra a colaboração estratégica: o CEPETRO, a Âmbar Energia, do grupo J&F Investimentos, e o Centro Internacional de Energias Renováveis (CIBiogás).
2 - Objetivo: a parceria visa escalar a produção de energia de forma sustentável, utilizando os resíduos orgânicos provenientes da JBS, da J&F, como matéria-prima.
3 - Duração: este projeto de pesquisa e desenvolvimento (P&D), com duração prevista de três anos, tem como meta a produção de biometano, hidrogênio renovável e eletricidade, abrindo caminho para uma matriz energética mais limpa e confiável.
4 - Como funciona: o projeto utiliza o hidrogênio renovável para a produção de eletricidade por meio de células a combustível que oferecem uma eficiência de conversão superior às tecnologias tradicionais.
5 - Previsão de conclusão: ao final dos três anos, a equipe da Âmbar e do CEPETRO esperam escalar a tecnologia para todo o mercado, visando o grande potencial de geração de hidrogênio renovável nas lagoas de tratamento de diversas indústrias.
6 - Finalidade: a energia gerada será injetada na rede de distribuição, fortalecendo a matriz energética brasileira com fontes mais confiáveis e renováveis.
7 - Etapas: para gerar a energia são necessárias três etapas: a primeira trata do transporte e purificação do biogás produzido nas lagoas de tratamento dos frigoríficos da JBS.
A segunda etapa envolve a reformulação do metano presente no biogás para obter hidrogênio renovável.
Por último, na terceira etapa, o hidrogênio é empregado em uma célula a combustível, que produz energia elétrica com eficiência superior a 60%.
8 - Geração do biogás: o processo se inicia em uma lagoa de tratamento de resíduos, onde toda a matéria orgânica é depositada. Esta lagoa foi convertida em um biodigestor, melhorando o tratamento do efluente e permitindo o armazenamento dos gases resultantes do processo.
O biogás gerado é composto principalmente por metano, além de outros gases como dióxido de carbono, enxofre e oxigênio.
9 - Purificação - Hudson Zanin, professor da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da Unicamp e pesquisador do CEPETRO, explica que, se o biogás in natura for diretamente utilizado em um motor, ocorre a corrosão das partes internas caras, tornando-as inutilizáveis.
Por isso, o primeiro passo do projeto é purificar esse biogás através de filtros, removendo impurezas que não são metano.
10 - Quebra do metano - “Enquanto as termoelétricas que utilizam metano fóssil do pré-sal conseguem uma eficiência de conversão de 30% do gás em eletricidade, no nosso caso, quebramos o metano em hidrogênio renovável e depois o utilizamos em células a combustível para atingir uma eficiência muito mais elevada", afirma o pesquisador.
11 - Descarbonização - Segundo Zanin, o hidrogênio de origem fóssil é conhecido como hidrogênio cinza e é utilizado, principalmente, na produção de amônia, fertilizantes, aço e alumínio, e na dessulfuração de combustíveis fósseis em refinarias.
“Com a emersão do hidrogênio renovável, ele terá espaço para ir além da descarbonização da cadeia do hidrogênio cinza, podendo ser utilizado para a produção de eletricidade também”, afirma.