UFPR inaugura usina piloto que produz hidrogênio renovável com resíduos alimentares sem utilizar água
A iniciativa busca contribuir com a descarbonização para a redução das emissões de gases do efeito estufa
A Universidade Federal do Paraná (UFPR) inaugurou, na última sexta-feira (17), uma planta piloto de produção de hidrogênio renovável no Centro Politécnico. A iniciativa é resultado da Chamada Pública da Copel GeT de 2023, na qual a UFPR foi contemplada em primeiro lugar, recebendo recursos do P&D Copel-Aneel.
Inédito no Brasil, o projeto construído por meio das linhas de pesquisa da UFPR na área coletará os resíduos orgânicos gerados pelo Restaurante Universitário do Centro Politécnico da universidade, que servem diariamente cerca de 14 mil refeições para a comunidade. A planta piloto contribuirá para a produção de hidrogênio renovável de alta pureza sem o uso de água, por meio do biogás, gerado pela biodigestão anaeróbia de resíduos orgânicos (processo chamado de “reforma catalítica a seco”). O sistema envolve processos avançados como a conversão termoquímica, purificação via PSA, armazenamento, e transformação em eletricidade por células a combustível.
“Através da Biomassa, aproveitando algo que seria descartável, gera-se biogás, energia e fertilizantes por meio do processo de biodigestão anaeróbia. Tudo que entra no processo é reaproveitado.”, explica Leandro Foldran, gerente de pesquisa de desenvolvimento da Copel GeT, que lidera o consórcio.
O hidrogênio é um gás sem cor e cheiro, formado por apenas um próton e um elétron, sendo o elemento químico que possui o átomo mais simples. Na forma molecular o hidrogênio torna-se um vetor energético e possui muitos usos em diversas áreas. Existem várias formas de realizar os processos de produção de hidrogênio, mas poucos atualmente são sustentáveis ou ecológicos, pois utillizam fontes energéticas não renováveis.
Para realizar o processo de biodigestão anaeróbia, os resíduos de alimentos são utilizados nos ciclos fundamentais como hidrólise, acidogênese, acetogênese e metanogênese, fornecendo o biogás. Esse recurso energético, consiste de uma combinação de metano e dióxido de carbono.
De acordo com a lei que instituiu o Marco Legal do Hidrogênio de baixa emissão de carbono, é essencial realizar a descarbonização para a redução das emissões de gases do efeito estufa, auxiliando no combate às mudanças climáticas e garantindo maior sustentabilidade. “Pela primeira vez estamos provando que isso é possível sem agredir o meio ambiente, pois no processo que ocorre sem o uso de água, ainda é possível obtermos emissões negativas, caso haja a captura do CO2 de forma integrada ao processo.”, destaca o professor que coordena o projeto na UFPR, Helton José Alves.
Durante a inauguração da usina piloto, a equipe apresentou uma bicicleta elétrica que utiliza hidrogênio de alta pureza como combustível, sendo uma alternativa de mobilidade sustentável. Outras aplicações também são demonstradas no projeto, como é o caso da produção de amônia renovável e da geração de energia elétrica por meio de células a combustível, integrada à rede elétrica do restaurante universitário. Isso tudo é controlado por um sistema de automação com o uso de inteligência artificial, no gerenciamento de dados e otimização dos processos. A esperança é utilizar essa base de conhecimento para replicar o projeto.
Biogas-to-H2 Paraná (B2H2)
A iniciativa nasceu a partir da Chamada Pública de 2023 da Copel GeT, em que três projetos foram aprovados e desenvolvidos com os recursos vinculados à Copel e a Agência Nacional de Energia Elétrica. A UFPR recebeu R$ 7,6 milhões para utilizar em parceria com a empresa Gás Futuro, Associação de Pesquisadores da Região Norte e Senai Pernambuco.
A equipe multidisciplinar foi composta por docentes de vários departamentos e Setores da UFPR (Setor de Tecnologia: Engenharia Química e Engenharia Elétrica; Setor Palotina: Engenharias e Exatas), com o apoio do Centro de Computação Científica e Software Livre (C3SL), do Setor de Ciências Exatas.