Acadêmicos da Universidade de São Paulo (USP) estão explorando o potencial do segmento de produção de açúcar e álcool na geração de hidrogênio a partir dos resíduos da produção e do próprio álcool proveniente da cana-de-açúcar.
Com esse propósito, eles irão analisar dados de todas as unidades de produção de álcool no Brasil – existem 358 de cana-de-açúcar e 21 de milho, de acordo com as estatísticas atualizadas em dezembro de 2022 – e calcular a quantidade de H2 que poderia ser gerada visando um futuro combustível sustentável para a aviação. A intenção é extrair o hidrogênio dos resíduos da produção e do próprio álcool proveniente da cana-de-açúcar.
O estudo envolve cientistas do Grupo de Pesquisa em Bioenergia (GBio) do Instituto de Energia e Ambiente (IEE-USP) e do Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI), um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) composto pela FAPESP e Shell na Escola Politécnica (Poli-USP).
“O hidrogênio tem sido cada vez mais considerado um vetor energético importante para a descarbonização de diversos segmentos, incluindo o setor de aviação. Atualmente, a forma mais divulgada é o hidrogênio produzido através da eletrólise da água usando energia solar ou eólica, mas também existem técnicas desenvolvidas a partir da biomassa, as quais são amplamente competitivas”, afirmou a engenheira química Suani Teixeira Coelho, professora do Programa de Pós-Graduação em Energia da USP e coordenadora do projeto, juntamente com Marcos Buckeridge, professor do Instituto de Biociências da USP e coordenador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) do Bioetanol.
Dentre os vários possíveis usos do hidrogênio estão a fabricação de fertilizantes, combustível para ônibus e automóveis, e combustível sustentável de aviação (SAF, na sigla em inglês), explicou a professora.
Uma pesquisa liderada pela organização não governamental Roundtable on Sustainable Biomaterials (RSB), com sede na Suíça, em colaboração com a ONG brasileira Agroicone, destacou que, de um total de 390 bilhões de litros de querosene de aviação produzidos globalmente, apenas 14 milhões de litros são SAF.
A substituição dos combustíveis fósseis por outros produzidos de forma sustentável e com baixo teor de carbono representa a forma mais eficaz de atingir a meta da indústria de reduzir as emissões de gases de efeito estufa em 50% até 2050.
“Vamos analisar as unidades de produção existentes no Brasil – a quantidade de cana-de-açúcar e álcool que produzem, e o potencial de geração de biogás a partir dos subprodutos do processo. Com base nesses dados, estimaremos a quantidade de hidrogênio que poderia ser produzida por meio de diferentes métodos: reformulação [quebra das moléculas] do álcool e do biogás, além de eletrólise da água utilizando a energia excedente local”, declarou Coelho. “Estamos começando agora e essa primeira etapa deve durar aproximadamente um ano. Caso obtenhamos financiamento adicional, mapearemos outras fontes de biomassa também.”
O estudo conta com o apoio do programa USPSusten e do INCT do Bioetanol, cujas pesquisas são financiadas principalmente pela FAPESP e pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).
Diferentes cenários
O estudo abordará diferentes cenários, considerando a demanda por álcool no transporte rodoviário e incluindo na análise o álcool de segunda geração (2G), caracterizado como ainda mais sustentável que o de primeira geração por ser produzido a partir do bagaço de cana.
“Sempre que um resíduo de biomassa, como o bagaço da cana, é utilizado para gerar energia, temos um sistema mais sustentável”, ressaltou Suani Coelho. “Primeiramente, isso se deve ao fato de dar um destino apropriado a esse resíduo. Em segundo lugar, não há necessidade de expandir a área de cultivo. Este é um conceito que se enquadra no que chamamos de bioeconomia circular.”
No país, atualmente, existe apenas uma usina de álcool 2G, localizada no Bioparque Costa Pinto, em Piracicaba, no interior de São Paulo, pertencente à empresa de energia Raízen. Outras duas usinas em São Paulo geram biogás a partir de vinhaça e torta de filtro, resíduos da operação agroindustrial da cana-de-açúcar. “Atualmente, esses dois projetos – da usina Bonfim e da Cocal – utilizam o biogás para gerar energia elétrica em motor elétrico, ou para convertê-lo em biometano e utilizá-lo como combustível para automóveis e ônibus. No entanto, também podemos reformular o biogás para produzir hidrogênio”, afirmou a coordenadora do projeto.
“Dessa forma, criaremos cenários. Por exemplo, supondo que todas as usinas estejam interessadas em gerar biogás e, em seguida, convertê-lo em hidrogênio”, destacou a professora.
Para o estudo, os pesquisadores utilizarão um banco de dados compilado durante outro projeto do RCGI, que analisou o potencial de captura de carbono nas usinas, e informações disponíveis na publicação NovaCana.
Por enquanto, a tecnologia de conversão de hidrogênio em combustível de aviação só existe em nível laboratorial, porém os pesquisadores estão acompanhando de perto os avanços, já que consideram significativa a perspectiva de utilização direta do hidrogênio, bem como a sua transformação em outros combustíveis sustentáveis de aviação.
“Já realizamos outros levantamentos, sobre o potencial de biogás, biometano, eletricidade, mas este é o primeiro sobre produção de hidrogênio, de forma abrangente e para todas as usinas do país”, disse Coelho.
