Projeto conduzido no Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais da PUCRS aposta no hidrogênio com baixa emissão de carbono
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Com a ampliação de problemas ambientais decorrentes dos fenômenos de mudanças climáticas, tem se tornado urgente a necessidade da produção de energia e produtos que tenham baixa emissão de carbono, ou seja, com baixa emissão de CO2 em toda sua cadeia produtiva. Neste contexto, o Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais (IPR) da PUCRS desenvolve desde setembro de 2021 um estudo sobre a produção de hidrogênio verde adaptado ao contexto brasileiro.
O projeto financiado pela PETRONAS Petróleo Brasil (PPBL), uma empresa subsidiária da PETRONAS com base na Malásia, tem como objetivo entender qual o potencial do hidrogênio verde como vetor energético e seus impactos positivos para diferentes setores da economia.
O hidrogênio verde é uma classificação dada ao hidrogênio produzido a partir da eletrólise da água, com baixa ou nula intensidade de carbono, utilizando preferencialmente energias renováveis ou de baixa emissão de gases de efeito estufa para a sua produção. Conforme explica o pesquisador e diretor do IPR Felipe Dalla Vecchia, a matriz energética atual e o potencial de produção de energias renováveis do nosso País, nos indica que o hidrogênio verde produzido no Brasil tem um importante potencial para auxiliar no processo de transição para uma economia global de baixo carbono.
De acordo com o pesquisador, o assunto ganhou visibilidade e debate internacional por ser apontado como um componente fundamental para a fabricação de produtos químicos e combustíveis “verdes”, sendo essencial para a consolidação de sistemas econômicos de baixo carbono.
“O hidrogênio tem sido frequentemente apontado como o combustível do futuro, sendo o mais leve, mais simples e mais abundante de todos os elementos químicos do universo. No entanto, raramente é encontrado na Terra em sua forma gasosa livre, o que exige esforços tecnológicos para sua produção de forma eficiente e com baixo impacto ao meio ambiente”, explica.
O Hidrogênio é um elemento que possui aplicação em diversos setores industriais, necessário para a fabricação de diversos produtos, desde alimentos até fertilizantes, podendo ser aplicado como substituto de produtos que têm alta intensidade de carbono, como gasolina, por exemplo. Além disso, pode ser utilizado como vetor energético, acumulando energia renovável produzida em períodos de alta produção e baixa demanda de energia elétrica.
De acordo com Dalla Vecchia, estima-se que cerca de 96% do hidrogênio é produzido por meio de rotas não renováveis e não ecológicas, sendo que aproximadamente 48% do hidrogênio global é produzido a partir de gás natural, 30% de petróleo (consumido principalmente em refinarias) e 18% de carvão. Apenas 4% do volume total é produzido a partir da eletrólise da água, gerando emissões de carbono reduzidas. Desta forma, o docente explica que a produção mundial atual de hidrogênio a partir de fontes fósseis emite em torno de 830 milhões de toneladas de CO2 por ano, o que corresponde a cerca de 2% das emissões anuais de CO2 do mundo.
O professor destaca que a economia global está atualmente fundamentada em uma matriz energética não renovável e muito dependente de processos industriais que apresentam alta intensidade de emissão de carbono. Eletricidade, combustíveis, produtos petroquímicos, transporte, produção de aço e cimento, por exemplo, emitem anualmente consideráveis quantidades de dióxido de carbono (CO2) para a atmosfera, agravando problemas relacionados à mudança do clima, conforme explica o pesquisador.
Com isso, movimentos de mudança da matriz energética estão surgindo com base na utilização de combustíveis e processos mais limpos, sustentáveis e eficientes. Nesse contexto, o hidrogênio verde tem sido apontado como uma alternativa para os mais diferentes processos intensivos em carbono, pois é um componente importante para a indústria em geral. Além disso, a produção de hidrogênio verde pode ser uma importante estratégia para acumular excedentes de energia renovável (solar ou eólica) e ser utilizado para abastecer automóveis que operam com motores de combustão interna ou com células a combustível, auxiliando na descarbonização do setor de transportes.
O Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais (IPR) da PUCRS desenvolve desde setembro de 2021 um estudo sobre a produção de hidrogênio verde a partir da eletrólise da água e sua integração com tecnologias Power-to-X em ambientes em alto mar (offshore). Entende-se como tecnologias Power-to-X, o conjunto de processos que visa converter ou armazenar energia elétrica renovável e excedente na forma de vetores energéticos intermediários ou produtos de valor agregado, como combustíveis. Nesse contexto, o projeto de pesquisa, desenvolvimento e inovação realizado pelo IPR, inclui uma abordagem experimental, modelagem computacional e avaliação de desempenho ambiental para identificar as opções tecnológicas.
Busca-se com esta pesquisa, realizar uma avaliação da produção de hidrogênio verde para uso em tecnologias Power-to-X em ambiente em alto mar (offshore) e o seu potencial para promover a descarbonização da indústria de óleo e gás, trazendo impactos positivos para diferentes setores da economia. Nesse contexto, objetiva-se identificar tecnologias e estratégias para integrar os processos de produção de hidrogênio verde utilizando água do mar, combinando este processo com etapas de utilização e conversão de CO2.
Conforme explica o diretor do IPR, a estrutura central do projeto não é convencional e está sendo desenvolvida em três frentes, combinando abordagem experimental, modelagem computacional e avaliação de desempenho ambiental das tecnologias de produção de hidrogênio verde e processos Power-to-X.
