Docente do IFMG avalia potencial de produção de hidrogênio verde fotovoltaico em rodovias brasileiras

Já pensou se pudéssemos produzir um combustível alternativo limpo e sustentável por meio de uma tecnologia de hidrogênio fotovoltaico? Sem emissão de CO₂ e utilizando-se apenas água e energia elétrica? É o que propõe a pesquisa do professor do Campus Sabará, Francisco Feitosa, que defende o uso do hidrogênio verde no setor de transporte brasileiro.

Em termos sucintos, trata-se de quebrar a molécula da água (H₂O) com energia fotovoltaica em um dispositivo chamado eletrolisador, liberando o oxigênio (O₂) para a atmosfera e estocando o hidrogênio (H₂) para uso em automóveis. Assim, a fonte de energia seria o sol, por meio da tecnologia fotovoltaica e, como matéria-prima, a água. O hidrogênio produzido pode ser usado em veículos equipados por célula combustível, a partir da transformação em energia elétrica. Como emissão, tem-se apenas o vapor de água, que é devolvido para a natureza. Vale destacar que, se comparado com os demais combustíveis fósseis, o hidrogênio tem maior teor energético por peso.

A relevância do estudo está justamente no fato de que o hidrogênio é o vetor energético mais provável para substituir a gasolina, em se tratando de combustível limpo. Seu uso como combustível ainda não é usual, mas o interesse na adoção como fonte potencial de energia é crescente: “está projetado para aumentar significativamente em muitos países até 2050, principalmente em resposta política aos problemas relacionados com a mudança climática do planeta Terra”, explica Francisco.

O professor ressalta que o aspecto ambiental mais importante do uso do hidrogênio é que “ele não tem emissão de CO₂, causador do efeito estufa, do aquecimento global e da alteração climática. A ideia é tornar a matriz energética brasileira ainda mais limpa do que ela já é”, destaca.

Uma curiosidade levantada pelo docente é que o gás hidrogênio foi usado, pela primeira vez, no Programa Apollo – missões espaciais da Nasa nos anos 1960 e 1970, para levar o homem até a Lua.  Você deve estar se perguntando: mas por que, hoje em dia, ele não é o meio mais utilizado na cadeia de combustível? Pois bem, a produção do gás tem custo acentuado, já que atualmente é proveniente de combustíveis como o gás natural e o carvão mineral. Nesse sentido, o uso de água e energia solar, conforme aponta a pesquisa do professor, reduziria significativamente os gastos.

O estudo

Desenvolvida ao longo de seis anos e meio, a pesquisa apresenta uma avaliação técnica e econômica de uma usina teórica de hidrogênio verde fotovoltaica, considerando o potencial solar brasileiro.

O hidrogênio verde está emergindo como uma opção de combustível de baixo carbono para os setores mundiais de transporte, indústria e geração de energia elétrica. Isso porque, de acordo com o estudo, poderia descarbonizar esses três grandes segmentos, tornando vantajosa a transição da economia baseada em petróleo para fontes de energia limpa.

Simulação de planta em Betim

Qual a quantidade de energia fotovoltaica que pode ser produzida em cada localidade? Quanto de gás se obtém? Esses foram os principais questionamentos do trabalho, que inicialmente simulou uma planta de hidrogênio nas proximidades da Refinaria de Petróleo Gabriel Passos (Regap), em Betim. "Caso a Petrobras apresente interesse nesse estudo, o hidrogênio fabricado por uma eventual planta piloto poderia ser usado no enriquecimento de outros combustíveis, com a finalidade de torná-los mais energéticos", aponta Feitosa.

Em um segundo momento, durante a tese de doutorado do professor em Ciências e Técnicas Nucleares pela UFMG, a planta otimizada em Betim foi avaliada ao longo da BR-116 (Régis Bittencourt), a maior rodovia do Brasil, com aproximadamente 4,6 mil quilômetros. As questões giraram em torno de investigar quanto de energia elétrica e de hidrogênio (por ano) poderiam ser produzidos em cada uma das vinte e três cidades ao longo da BR, conectando as regiões nordeste, sudeste e sul do Brasil. Como resultado, verificou-se, entre outros pontos, que é possível obter 30 mil quilos de hidrogênio com um megawatt (1,0 MW) de potência fotovoltaica instalada.

Desdobramentos da pesquisa

Em função da tese, defendida no mês de abril, o docente – que ministra aulas no curso superior de Engenharia de Controle e Automação, além do técnico em Eletrônica, ambos do Campus Sabará, – produziu sete publicações, das quais quatro em âmbito internacional e três em território nacional.

Em janeiro, dois trabalhos apresentados durante a 4ª Conferência de LA – Desenvolvimento Sustentável de Sistemas de Energia, Água e Meio Ambiente (SDEWES), em Vina Del Mar, no Chile, ficaram entre os dez melhores da edição, ocupando a 3ª e a 9ª colocações. Nos próximos meses, há a perspectiva de participação do docente em dois congressos de energias renováveis, em Roma e Paris, para os quais foi convidado a apresentar seus estudos.

Hidrogênio fotovoltaico nas rodovias

Segundo o professor, por meio da pesquisa foi possível confirmar o potencial de energia solar para produção de energia fotovoltaica, com vistas a converter água em hidrogênio verde. Para ele, se instalada efetivamente no Brasil, a tecnologia poderia transformar o país em um grande sistema de energia distribuída, por meio de postos de abastecimento de hidrogênio.

Além disso, outros benefícios da adoção incluiriam: mais qualidade de vida e saúde da população, em virtude da redução de poluentes no ar; e, potencialmente, a possibilidade do país se tornar referência mundial ou, até mesmo, exportar hidrogênio verde.