Cana-de-açúcar terá papel central na produção de hidrogênio verde e de SAF em SP

A cana-de-açúcar terá papel central na produção de hidrogênio verde e combustível sustentável de aviação (SAF). A afirmação é de Adriano Marim de Oliveira, diretor de Operações do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT) e pesquisador responsável, junto à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), do Centro em Ciências para o Desenvolvimento em Energias do Futuro (CENF), criado pelo governo paulista em outubro de 2024. 

O centro está instalado dentro do IPT, em São Paulo, e irá  desenvolver pesquisas que resultem em tecnologias avançadas relacionadas ao hidrogênio verde – obtido a partir de fontes renováveis – como vetor energético. O objetivo é gerar conhecimentos de ponta e soluções práticas que alinhem inovação científica com necessidades industriais, para descarbonizar setores estratégicos da economia e fortalecer o uso do hidrogênio como combustível do futuro. Também serão feitos estudos com SAF e outros combustíveis renováveis. 

Para isso, a cana, por ser a principal cadeia produtiva do estado, será fundamental. De acordo com o pesquisador, resíduos das usinas sucroenergéticas, como o bagaço e a vinhaça, serão aproveitados como matéria-prima para as rotas de produção do hidrogênio. “Essas parcerias com o setor sucroenergético não apenas diversificarão as aplicações da cana, mas também promoverão uma economia circular e fortalecerão o protagonismo do estado na transição energética”, conta Oliveira.

O CENF é composto por mais de 20 pesquisadores de diferentes instituições, como Universidade de São Paulo (USP), Universidade Federal do ABC (UFABC), Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), Universidade Federal do Paraná (UFPR) e Instituto Senai de Inovação. Oliveira explica que outros 20 devem ser contratados.  

Conforme o IPT, serão investidos R$ 32 milhões em infraestrutura de pesquisa, como aquisição de equipamentos e modernização dos laboratórios, bolsas para a formação de pesquisadores, parcerias com empresas e instituições de ensino e pesquisa, bem como divulgação e transferência de tecnologia, pela disseminação de resultados e busca pela implementação das soluções no setor industrial. 

Oliveira afirma que os recursos permitem ao CENF atuar em quatro frentes de pesquisa: a própria produção de hidrogênio e outros biocombustíveis; sistemas de armazenamento e transporte inovadores, incluindo criogenia – conservação em baixíssimas temperaturas – e nanotecnologia; células a combustível e motores a combustão; bem como avaliação do impacto ambiental e regulamentação para garantir a integração segura e sustentável do hidrogênio na matriz energética. 

Conselho de mudanças climáticas

A criação do CENF integra as estratégias do governo paulista para a promoção de energias limpas. No final do ano passado, uma proposta aprovada pela Assembleia Legislativa (Alesp) isentou do pagamento de IPVA alguns modelos de automóveis que utilizam tecnologia híbrida. O assunto chegou a gerar polêmica porque, posteriormente à aprovação, foram incluídas na lei algumas diretrizes que restringiram os benefícios a dois veículos da Toyota fabricados no estado. 

No último dia 22 de janeiro, o governador, Tarcísio de Freitas, anunciou a instalação do Conselho Estadual de Mudanças Climáticas (CEMC), que é composto por 18 membros, do governo, da sociedade civil e de municípios, e terá, como atributos, acompanhar e monitorar a implantação de medidas voltadas a reduzir as emissões de gases do efeito estufa e tornar as cidades menos suscetíveis a desastres ambientais. 

“No que diz respeito à mitigação de efeitos e à adaptação climática, temos uma série de ações em curso e agora vamos avançar na questão governança, que está representada por meio de entidades super relevantes e pela Academia. Tenho certeza que a gente vai dar passos importantes na questão da sustentabilidade para aproveitar as oportunidades que estão aí”, afirmou o governador na data do anúncio.

Além das ações públicas, a iniciativa privada começa a investir na produção de energias renováveis em São Paulo. Neste ano, está prevista a entrada em operação da primeira usina de hidrogênio verde do estado. O empreendimento é da White Martins e ficará ao lado da atual instalação de separação de gases da empresa, em Jacareí (SP). A companhia informa que a planta, que deverá gerar 800 toneladas por ano, será alimentada também por energia renovável, de projetos de energia solar e eólica locais. 

Já Elias Fausto (SP) deverá receber, também neste ano, a primeira planta para a produção de SAF, por meio de uma parceria entre a empresa Geo Bio Gas & Carbon e o Ministério Federal da Cooperação Econômica e Desenvolvimento da Alemanha. A Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) é parceira do projeto, cuja produção inicial será de 750 litros por dia. O combustível poderá ser misturado ao querosene convencional de aviação para redução da pegada de carbono no setor. Os investimentos, de 7,8 milhões de euros, serão distribuídos em três anos. 

Desafios

O físico Matheus Tunes, que é de Lins (SP), mas mora desde 2023 na Áustria, onde é professor da Montanuniversität Leoben, afirma que o hidrogênio verde é uma excelente alternativa para promover a descarbonização de forma sustentável, sobretudo nas atividades agropecuárias e na indústria. 

No entanto, existem três grandes desafios para viabilizar seu uso em larga escala. O primeiro é que ele tem alta densidade energética, ou seja, permite a extração de bastante energia, mas baixa densidade volumétrica – exige maior volume na comparação, por exemplo, com o petróleo, para fornecer a mesma quantidade de energia. 

O segundo gargalo está na produção, já que a maneira mais direta para obter hidrogênio seria a partir da quebra das moléculas de água, mas este processo pode gastar mais energia do que fornece. Os atuais estudos se concentram na pirólise de gases, como o metano, em fornos metalúrgicos em altas temperaturas, um processo que gera grandes quantidades de hidrogênio.  

“E o terceiro ponto, que é o mais difícil de lidar, é que o hidrogênio fragiliza os metais. Ele se dissocia e penetra as microestruturas metálicas, acelerando trincamentos e fraturas”, explica. Esse fator é extremamente relevante porque, além de o hidrogênio ser transportado justamente por tubos metálicos a alta pressão, o que pode provocar explosões se a estrutura quebrar, ainda não existe solução para o problema na ciência. 

Tunes trabalha em um projeto inédito, que possibilita visualizar, com microscópios eletrônicos, como se dão as relações entre o hidrogênio e os átomos dos metais. Por meio de um canhão usado em laboratório, o pesquisador pretende acelerar o hidrogênio em materiais metálicos e ligas para avaliar como os metais reagem e quanto de hidrogênio se acumula em determinadas regiões de suas microestruturas. Os estudos podem permitir o desenvolvimento de ligas mais resistentes para as tubulações. 

“A grande questão é mostrar para a sociedade que a tecnologia do hidrogênio é inovadora e que, por isso, a ciência precisa fazer pesquisas para que a gente saiba como pode trabalhar de forma mais eficaz com essa tecnologia”, diz Tunes.

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