Grupo pretende mapear o potencial de produção de hidrogênio no setor sucroalcooleiro

Estudos visam um futuro combustível sustentável para a aviação elaborado com biomassa e etanol de cana-de-açúcar

Agência FAPESP* – Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) pretendem estimar o potencial que o setor sucroalcooleiro apresenta para a produção de hidrogênio (H₂) no país. Para isso, vão analisar dados de todas as usinas de etanol no Brasil – há 358 de cana-de-açúcar e 21 de milho, segundo números atualizados em dezembro de 2022 – e calcular a quantidade de H₂ que poderiam produzir visando um futuro combustível sustentável para a aviação. A ideia é extrair o hidrogênio da biomassa que sobra da produção e do próprio etanol da cana-de-açúcar.

O trabalho 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) constituído por FAPESP e Shell na Escola Politécnica (Poli-USP).

“O hidrogênio tem aparecido cada vez mais como vetor energético importante para a descarbonização de diferentes setores, incluindo o da aviação. O mais divulgado atualmente é o hidrogênio produzido a partir da eletrólise da água usando energia solar ou eólica, mas há também as rotas desenvolvidas a partir da biomassa, que são bastante competitivas”, afirma a engenharia química Suani Teixeira Coelho, professora do Programa de Pós-Graduação em Energia da USP e coordenadora do projeto, ao lado de Marcos Buckeridge, professor do Instituto de Biociências da USP e coordenador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) do Bioetanol.

Entre os vários possíveis usos do hidrogênio estão a produção de fertilizantes, de combustível para ônibus e automóveis e combustível sustentável de aviação (SAF, na sigla em inglês), explica a professora.

Um estudo liderado pela organização não governamental Roundtable on Sustainable Biomaterials (RSB), com sede na Suíça, em colaboração com a ONG brasileira Agroicone, informa que, da produção global de 390 bilhões de litros de querosene para aviação, apenas 14 milhões de litros são SAF. A substituição dos combustíveis fósseis por outros produzidos de forma sustentável e com baixo teor de carbono seria a forma mais eficiente para atingir o objetivo da indústria de reduzir as emissões de gases de efeito estufa em 50% até 2050.

“Vamos analisar as usinas que temos no Brasil – o quanto produzem de cana-de-açúcar, de etanol e o potencial que pode ser produzido de biogás a partir dos subprodutos do processo. A partir desses dados, vamos estimar a quantidade de hidrogênio que poderíamos produzir a partir de diferentes rotas: fazendo a reforma [quebrando as moléculas] do etanol e do biogás, além da eletrólise da água utilizando a eletricidade excedente local”, afirma Coelho. “Estamos começando agora e essa primeira etapa deve durar aproximadamente um ano. Se conseguirmos financiamento adicional, mapearemos outras fontes de biomassa também.”

O estudo tem apoio do programa USPSusten e do INCT do Bioetanol, cujas pesquisas são financiadas prioritariamente pela FAPESP e pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Diferentes cenários

O estudo trabalhará com diferentes cenários, abrangendo a demanda por etanol pelo transporte rodoviário e incluindo na análise o etanol de segunda geração (2G), considerado ainda mais sustentável que o de primeira geração por ser produzido a partir do bagaço de cana.

“Sempre que se usa um resíduo de biomassa, como o bagaço da cana, para gerar energia, se tem um sistema mais sustentável”, salienta Suani Coelho. “Primeiro, porque se dá um destino adequado a esse resíduo. E, segundo, porque não há necessidade de expansão da área de plantio. É um conceito que se enquadra no que chamamos de bioeconomia circular.”

Por enquanto, no país, há apenas uma usina de etanol 2G, situada no Bioparque Costa Pinto, em Piracicaba, no interior paulista, da empresa de energia Raízen. Outras duas usinas em São Paulo produzem biogás a partir de vinhaça e torta de filtro, resíduos da operação agroindustrial da cana-de-açúcar. “Hoje esses dois projetos – da usina Bonfim e da Cocal – usam biogás para produzir energia elétrica em motor elétrico ou para transformá-lo em biometano e usá-lo como combustível de automóveis e ônibus. Mas também podemos fazer a reforma do biogás para produzir hidrogênio”, diz a coordenadora do projeto.

“Então vamos fazer cenários. Vamos supor, por exemplo, que todas as usinas estejam interessadas em produzir biogás e depois que façam a conversão dele para hidrogênio”, destaca a professora.

Para o estudo, os pesquisadores usarão um banco de dados montado durante outro projeto do RCGI, que analisou o potencial de captura de carbono nas usinas, e informações disponíveis na publicação NovaCana.

A tecnologia de transformar hidrogênio em combustível de aviação existe por enquanto apenas em nível de laboratório e os pesquisadores acompanham de perto os avanços, por considerar significativa a perspectiva do uso de hidrogênio direto ou como precursor de outros combustíveis sustentáveis de aviação.

“Já fizemos outros mapeamentos, de potencial de biogás, de biometano, de eletricidade, mas esse de produção de hidrogênio, de forma ampla e para todas as usinas do país, é o primeiro”, afirma Coelho.

* Com informações do RCGI.