Artigo aponta soluções para reduzir a emissão de CO2 e o consumo de combustível no transporte marítimo

Estudo foi conduzido no Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa da USP. Resultados foram divulgados na revista Energies

Agência FAPESP* – Os navios são hoje a oitava maior fonte de emissão de dióxido de carbono (CO2) no mundo e a meta para 2050 proposta pela Organização Marítima Internacional é reduzir essas emissões em pelo menos 50% em relação a 2008. De olho nessa questão, uma pesquisa conduzida na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP) buscou alternativas para melhorar a eficiência energética de embarcações da indústria de petróleo e gás. Uma delas conseguiu uma redução em torno de 10% tanto de CO2 como de combustível.

Conduzido no âmbito do Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI), o estudo foi publicado na revista científica Energies.

O RCGI é um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído por FAPESP e Shell na Poli-USP.

“O esquema proposto considera a adaptação do navio. Os geradores principais, originais da embarcação, são mantidos. Mas lançamos mão de fontes complementares de energia: geradores auxiliares, baterias e célula a combustível”, explica o engenheiro eletricista Giovani Giulio Tristão Thibes Vieira, primeiro autor do artigo.

“O principal objetivo do trabalho foi analisar a configuração ideal do sistema de energia de um navio, levando em conta o uso de três tipos de baterias e células a combustível com tanques de hidrogênio de diferentes tamanhos. Em busca dessas respostas, estudamos todas as possibilidades de combinação entre elas”, comenta Vieira.

O melhor resultado apresentado foi a combinação que reúne geradores principais e auxiliares, uma bateria de lítio, óxido, níquel, manganês e cobalto com capacidade de 3.119 quilowatts-hora (kWh), além de uma unidade de célula a combustível do tipo membrana de troca de prótons (PEMFC) e tanque com capacidade de armazenar 581 quilos de hidrogênio.

Na célula a combustível, o hidrogênio reage com o oxigênio que vem do ambiente. O processo resulta em corrente elétrica, que alimenta a embarcação e deixa como resíduo apenas calor e água pura. “Essa combinação proporcionou o resultado mais significativo que obtivemos na pesquisa: reduziu as emissões de CO2 em 10,69%”, comemora Vieira. “Além disso, a diminuição das emissões também representa uma redução da mesma ordem no consumo de combustível.”

O estudo foi realizado por meio do software Homer, com foco na análise da performance de um navio de abastecimento de plataforma. Trata-se de um tipo de embarcação utilizado como apoio às plataformas de petróleo e gás instaladas em alto-mar. No caso, essas embarcações também costumam transportar mercadorias e equipamentos para alto-mar.

Solução de curto prazo

Uma solução de curto prazo para que os navios se adaptem ao cenário de baixo carbono é lançar mão do “retrofit” (termo que se refere ao processo de modernização de equipamentos considerados ultrapassados ou fora de norma). De acordo com o pesquisador, já existem empresas no mundo que produzem um tipo de contêiner que abriga packs de bateria com seu sistema de gerenciamento e proteção, além de conversores.

“Além disso, esse contêiner tem sua temperatura interna controlada. É uma solução pronta para ser instalada nos navios”, constata Vieira. Ainda segundo o engenheiro, pesquisas apontam que 50% dos navios em atividade hoje no mundo vão continuar operando até 2030. “Nós, pesquisadores, precisamos pensar em soluções de curto prazo para que essas embarcações se adaptem a uma nova realidade e reduzam as emissões de CO2. Esse estudo ilumina algumas possibilidades”, diz.

O artigo Optimized Configuration of Diesel Engine-Fuel Cell-Battery Hybrid Power Systems in a Platform Supply Vessel to Reduce CO2 Emissions pode ser lido em: www.mdpi.com/1996-1073/15/6/2184.

* Com informações da Assessoria de Comunicação do RCGI.