Primera planta de conversión de hidrógeno a partir de etanol en el mundo será construida en la USP(UNIV. SAN PABLO,BRASIL)
11 de agosto de 2023
María Fernanda Ziegler | Agência FAPESP – El jueves (10 de agosto) fue lanzado el proyecto de la primera estación de carga de hidrógeno renovable del mundo a base de etanol. Cuando esté terminada, en julio de 2024, la estación producirá 4,5 kilogramos de hidrógeno por hora y se utilizará para abastecer a tres autobuses que circularán por la Universidad de São Paulo (USP). El plan es evaluar durante diez meses el funcionamiento de los reformadores para luego instalar una fábrica que producirá 45,5 kilos (kg) de hidrógeno por hora.
“La gran ventaja de esta tecnología es la huella de carbono negativa y la ganancia económica. La logística del etanol -que ya existe en el país- es mucho más barata que la del hidrógeno. Con esta tecnología, el etanol se puede transformar en hidrógeno en reformadores instalados en estaciones de servicio de todo el país. Logramos que el kilogramo de hidrógeno costara entre US$ 6 y US$ 8, que es casi la mitad del precio obtenido por otras tecnologías. Además, la tecnología permite capturar CO2 del etanol, lo que resulta en una huella de emisiones negativa, en comparación con el hidrógeno producido con energía solar, por ejemplo”, dijo Julio Meneghini, director del Centro de Investigación para la Innovación en Gases de Efecto Invernadero ( RCGI ) . .
La estación de servicio es el resultado de un proyecto del RCGI, un Centro de Investigación en Ingeniería (CPE) formado por la FAPESP y Shell en la Escuela Politécnica (Poli-USP). El RCGI es uno de los 22 CPE financiados por la Fundación en colaboración con empresas.
“El proyecto de la primera planta de conversión de hidrógeno demuestra que basta con poner una semilla en las manos adecuadas para que se amplíe tanto el apoyo económico como la aplicación de la innovación. La inversión de la FAPESP en el RCGI fue hasta ahora de R$ 45 millones y el centro tiene una inversión de R$ 465 millones. Luego lo multiplicó por diez. Estos son los tipos de emprendedores que necesitamos. Por eso, difunda la noticia de que la FAPESP, las universidades paulistas y las empresas de tecnología están innovando aquí en el Estado de São Paulo”, celebró Marco Antonio Zago , presidente de la FAPESP.
“El objetivo de este innovador proyecto es intentar demostrar que el etanol puede ser un vector de hidrógeno renovable, aprovechando la logística existente en la industria. La tecnología puede ayudar a descarbonizar sectores que consumen energía de combustibles fósiles”, dijo el presidente de Shell Brasil, Cristiano Pinto da Costa
De los aproximadamente R$ 465 millones invertidos en el RCGI en los últimos siete años, R$ 270 millones provinieron de Shell – R$ 50 millones para el proyecto reformador de etanol en hidrógeno solamente – y R$ 45 millones de la FAPESP. En el transcurso del proyecto, se sumaron otras empresas: Total Energies transfirió un valor de R$ 80 millones y Petronas, R$ 57 millones. También hubo apoyo de Repsol (R$ 3 millones), Petrobras (R$ 2 millones), Marco Polo en sociedad con Embrapii y USP (R$ 670 mil) y SRI (R$ 600 mil).
Legislación y marco regulatorio
En la ceremonia de lanzamiento del proyecto, en el auditorio de la Escuela Politécnica de la USP, el gobernador Tarcísio de Freitas reforzó el compromiso del gobierno con la investigación y el desarrollo y con el fomento de nuevas tecnologías de energía renovable.
“Quería tener autobuses de hidrógeno en todo el Estado de São Paulo. Estamos orgullosos de saber que el primer reformador de etanol en hidrógeno de esta escala en el mundo se está realizando aquí en Brasil, aquí en São Paulo. Tenemos todos los elementos para hacer una transición energética. Tenemos científicos calificados, innovación y tenemos la FAPESP, que es ese activo en el Estado de São Paulo”, afirmó el gobernador.
Antes de la ceremonia, en una reunión en el RCGI con científicos, empresarios y miembros del proyecto, el gobernador se mostró emocionado con la noticia: “Tengo muchas preguntas. ¿Puedo disparar mi ametralladora de preguntas? ¿Qué se necesita para que todos los buses del estado funcionen con hidrógeno?”, preguntó.
La respuesta fue: legislación y marcos regulatorios para la transición de flotas. Otra estrategia sugerida por el grupo de participantes fue que el gobierno estatal dé el primer paso e introduzca una flota a hidrógeno, estimulando la creación de demanda, ya que la tecnología existe y será probada comercialmente.
“Vamos a estructurar la legislación, los marcos regulatorios y fomentar esa producción para que ganemos escala y São Paulo, de hecho, sea líder en la transición energética que reducirá nuestra huella de carbono y dará ejemplo de sostenibilidad y economía circular. Estoy muy contento de presenciar el esfuerzo, el talento y la creatividad de nuestro investigador brasileño, nuestro investigador paulista”, afirmó el gobernador.
“Ahora el mundo se enfrenta a más incertidumbres provocadas por el COVID-19 y la guerra en Ucrania. El mundo buscará socios confiables, especialmente en energía. Brasil es ese socio confiable y, obviamente, São Paulo puede liderar eso. Lo que el mundo necesita, lo tenemos”, celebró finalmente el gobernador.
Como funciona
Los reformadores utilizan etanol de segunda generación, que son hidrocarburos, por tanto, formados por átomos de carbono e hidrógeno. “La idea es que dentro del reformador, en el reactor, se produzca una reacción entre el etanol y el agua y la descomposición de esta molécula de hidrocarburo, dando como resultado hidrógeno y monóxido de carbono, que luego, en reacción con más agua, se convierte en CO2”, explicó Daniel Lopes, director comercial de Hytron, fabricante del reformador. La startup, creada en 2004, recibió tres becas del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) de la FAPESP.
“La máquina produce una cantidad muy grande de hidrógeno que aún no ha sido purificado en la primera etapa. En la segunda etapa, el hidrógeno sale de nuestra máquina con un 99,999% de pureza”, concluyó.
La tecnología difiere del modelo más tradicional de obtención de hidrógeno a partir de la electrólisis del agua. En este modelo, el hidrógeno se elimina de las moléculas de agua (H2O) utilizando electricidad, que es mucho más costosa.
En el modelo de Hytron, y la primera estación de servicio de hidrógeno renovable del mundo basada en etanol, el hidrógeno obtenido de los reformadores alimentará vehículos eléctricos. “En estos casos, los vehículos solo emitirán agua”, explica Lopes.
La operación de la estación contará con el apoyo y la colaboración de varias empresas. El equipo fue desarrollado y fabricado por la empresa Hytron. El etanol necesario para producir hidrógeno será suministrado por Raízen, el mayor productor mundial de etanol a partir de caña de azúcar.
Las simulaciones informáticas para hacer más eficientes los equipos, identificando oportunidades de mejora y aumentando la tasa de conversión de etanol en hidrógeno renovable, serán lideradas por el Instituto Senai de Innovación en Biosintéticos y Fibras.
El hidrógeno producido en la estación alimentará los autobuses de la Empresa de Transporte Urbano Metropolitano de São Paulo (EMTU/SP). Para probar el rendimiento del hidrógeno, Toyota asignó al proyecto el «Mirai», el primer vehículo de hidrógeno del mundo comercializado a gran escala, cuyas baterías se cargan a partir de la reacción química entre el hidrógeno y el oxígeno en la pila de combustible (fuel cell electric vehículo) . ).
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