Entra en operación en la USP la primera planta de conversión de hidrógeno a partir de etanol del mundo
8 de noviembre de 2024
El combustible producido en la estación experimental abastecerá a tres autobuses urbanos, que circularán por el campus universitario, además de una estación de autobuses, con autonomía para ir y volver de São Paulo a Piracicaba
Elton Alisson | Agência FAPESP – En las próximas semanas entrará en funcionamiento, en el campus Capital-Butantã de la Universidad de São Paulo (USP), la primera estación de abastecimiento de hidrógeno renovable basada en etanol del mundo.
El anuncio lo hizo el rector de la institución, Carlos Gilberto Carlotti Junior , en la inauguración de la Conferencia de Investigación e Innovación en Transición Energética (ETRI) 2024, realizada por el Centro de Investigación para la Innovación en Gases de Efecto Invernadero ( RCGI ) entre el martes (11/05) y ayer (11/07).
“Ahora estamos inaugurando nuestro reformador de hidrógeno. A partir de la próxima semana tendremos hidrógeno producido a partir de etanol aquí en nuestra universidad”, afirmó Carlotti Junior.
La gasolinera es resultado de un proyecto del RCGI, un Centro de Investigaciones en Ingeniería (CPE) constituido por la FAPESP y Shell en la Escuela Politécnica (Poli-USP). RCGI es uno de los CPE financiados por la Fundación en colaboración con empresas.
La estación producirá inicialmente 4,5 kilogramos (kg) de hidrógeno por hora, aproximadamente 100 kg por día. El combustible se utilizará para abastecer tres autobuses urbanos que circularán por el campus de la USP, en São Paulo, y un autobús, con una autonomía de 450 kilómetros (km), suficiente para ir y volver de la Ciudad Universitaria a Piracicaba, en la interior de São Paulo, explicó Julio Meneghini , director del RCGI, durante una visita invitada a la planta piloto. Uno de los autobuses se utilizó para llevar a los visitantes a la estación el pasado martes (11/05).
“Estudios preliminares muestran que, si los 18 autobuses urbanos diésel que circulan hoy por la USP fueran reemplazados por versiones alimentadas con hidrógeno, la universidad dejaría de emitir casi 3 mil toneladas de CO2 [dióxido de carbono] por año”, afirmó Meneghini.
A través de proyectos llevados a cabo en el ámbito del RCGI, los investigadores pretenden evaluar la eficiencia de estos autobuses urbanos propulsados por hidrógeno. “Ahora tendremos las condiciones para evaluar estos vehículos en un ciclo real. Esto es muy importante para la aplicación, porque en la industria automotriz, para llegar a la producción en serie de un vehículo, es necesario tener los números muy bien determinados y definidos en operaciones reales”, agregó Meneghini.
Costo competitivo
La tecnología utilizada en la planta piloto para convertir hidrógeno a partir de etanol se basa en el uso de un reactor desarrollado por la startup paulista Hytron con apoyo del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) de la FAPESP.
En el interior del equipo, llamado reformador, se calientan etanol y agua a 750°C con el objetivo de desencadenar reacciones químicas que resulten en la descomposición de las moléculas de etanol -compuestas por átomos de carbono e hidrógeno- y, en consecuencia, en la producción de hidrógeno. y monóxido de carbono biogénico, es decir, que no es de origen fósil.
“Al inicio de la reacción, se utiliza el propio etanol para alcanzar esta temperatura de 750°C. Luego, subproductos, como metano y CO, para mantener esa temperatura”, detalló Meneghini.
Utilizando tecnología desarrollada por Raízen se logró integrar todo este proceso y utilizar 7 litros de etanol para producir 1 kg de hidrógeno.
También se utilizan 2,5 kilovatios-hora (kWh) para mantener los sistemas de presión y la parte eléctrica. “Pero si evaluamos todos estos números, es posible verificar que el hidrógeno producido en la estación alcanzará un valor extremadamente competitivo, incluso para su uso en estos cuatro autobuses aquí en la USP”, evaluó Meneghini.
Los gases producidos durante las reacciones se purifican en cilindros, donde se separa CO (monóxido de carbono), CO2, metano e hidrógeno, que debe alcanzar un índice de pureza del 99,999% para ser utilizado tanto en los autobuses como en el coche Mirai, proporcionado por Toyota. para el proyecto: el primer vehículo de hidrógeno vendido a gran escala en el mundo, cuyas baterías se cargan a partir de la reacción química entre el hidrógeno y el oxígeno en la pila de combustible ( vehículo eléctrico de pila de combustible ).
Una vez producido y salido de la depuradora, el hidrógeno se comprime y se almacena en depósitos con una presión de unas 400 atmósferas. “Esto es suficiente para alimentar los autobuses y el vehículo Mirai, que con 1 kg de hidrógeno recorre 120 km [con el tanque lleno, alimentado con 5 kg de hidrógeno, el coche tiene una autonomía de 600 km]”, dijo Meneghini
FA