Primeira planta de conversão de hidrogênio a partir do etanol do mundo será construída na USP

Projeto resulta de uma parceria da FAPESP com a Shell e pode viabilizar o uso do combustível no Brasil. Estação experimental utilizará etanol da Raízen e abastecerá ônibus que vão circular pela universidade

Maria Fernanda Ziegler | Agência FAPESP – 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 quilos 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 45,5 quilos (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 Julio Meneghini, diretor do Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI).

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 22 CPEs financiados pela Fundação em parcerias com empresas.

“O projeto da primeira planta de conversão de hidrogênio mostra que basta colocar uma semente nas mãos corretas para que tanto o apoio financeiro quanto a aplicação da inovação sejam ampliados. O investimento da FAPESP no RCGI foi de R$ 45 milhões até agora e o centro tem um investimento de R$ 465 milhões. Então se multiplicou por dez vezes. É desse tipo de empreendedores que precisamos. Portanto, espalhem a notícia de que a FAPESP, as universidades paulistas e as empresas tecnológicas estão fazendo inovação aqui no Estado de São Paulo”, comemorou Marco Antonio Zago, presidente da FAPESP.

“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

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 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).

Legislação e marco regulatório

Na cerimônia de lançamento do projeto, no auditório da Escola Politécnica da USP, o governador Tarcísio de Freitas reforçou o compromisso do governo com a pesquisa e o desenvolvimento e com o incentivo a novas tecnologias de energia renovável.

“Fiquei com vontade de ter ônibus de hidrogênio no Estado de São Paulo todo. É um orgulho saber que o primeiro reformador de etanol em hidrogênio nessa escala do mundo está sendo feito aqui no Brasil, aqui em São Paulo. A gente tem todos os elementos para fazer uma transição energética. Temos cientistas qualificados, inovação e temos a FAPESP, que é esse patrimônio no Estado de São Paulo”, disse o governador.

Antes da cerimônia, em uma reunião no RCGI com cientistas, empresários e integrantes do projeto, o governador se mostrou animado com a novidade: “Tenho muitas perguntas. Posso disparar a minha metralhadora de perguntas? O que precisa para termos todos os ônibus do Estado movidos a hidrogênio?”, indagou.

A resposta foi: legislação e marcos regulatórios para transição da frota. Outra estratégia sugerida pelo grupo de participantes foi o governo do Estado dar o primeiro passo e introduzir uma frota movida a hidrogênio, estimulando a criação de demanda, já que a tecnologia existe e será testada comercialmente.

“Vamos estruturar a legislação, marcos regulatórios e fomentar essa produção para que a gente ganhe escala e São Paulo, de fato, seja líder na transição energética que vai diminuir nossa pegada de carbono e dar exemplo de sustentabilidade e economia circular. Estou muito feliz de ser testemunha do esforço, do talento e da criatividade do nosso pesquisador brasileiro, do nosso pesquisador paulista”, disse o governador.

“Agora o mundo se depara com mais incertezas trazidas pela COVID-19 e pela guerra na Ucrânia. O mundo vai procurar parceiros confiáveis, principalmente em energia. O Brasil é esse parceiro confiável e, obviamente, São Paulo pode liderar isso. O que o mundo precisa, nós temos”, comemorou, por fim, o governador.

Como funciona

Os reformadores utilizam etanol de segunda geração, que são hidrocarbonetos, portanto, 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. A startup, criada em 2004, recebeu três apoios do Programa FAPESP Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE).

“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.

A tecnologia difere do modelo mais tradicional de se obter hidrogênio, a partir da eletrólise da água. Nesse modelo, o hidrogênio é retirado das moléculas de água (H2O) a partir da eletricidade, o que é muito 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”, explica Lopes.

O funcionamento da estação vai contar com o apoio e a parceria de várias empresas. Os equipamentos foram desenvolvidos e fabricados pela empresa Hytron. O etanol necessário para a produção de hidrogênio será fornecido pela Raízen, maior produtora global de etanol da cana-de-açúcar.

As simulações computacionais para tornar o equipamento mais eficiente, identificando oportunidades de aperfeiçoamento e aumentando a taxa de conversão do etanol em hidrogênio renovável, serão comandadas pelo Instituto Senai de Inovação em Biossintéticos e Fibras.

O hidrogênio produzido na estação vai abastecer os ônibus cedidos pela Empresa Metropolitana de Transportes Urbanos de São Paulo (EMTU/SP). Para testar a performance do hidrogênio, a Toyota cedeu ao projeto o "Mirai" – 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 eletric vehicle).