Pesquisadores analisam viabilidade de produção de hidrogênio verde no Brasil a partir da energia eólica
A partir da instalação de turbinas eólicas em alto mar, hidrogênio poderia ser produzido no próprio local ou na costa

fokke baarssen via Shutterstock

1 de outubro de 2025, 11:44

Fonte

Júlia Araújo e Vanessa Almeida, Conexão UFRJ

Publicação Original

Universidade Federal do Rio de Janeiro

Áreas

Carbono, Ciência Ambiental, Ecologia, Engenharia Ambiental, Engenharia de Energia, Geociências, Geografia, Gestão Ambiental, Oceanografia, Química Verde, Sustentabilidade

Compartilhar

Resumo

Em uma parceria com empresa global de energia, pesquisadores da UFRJ desenvolveram um estudo que analisou a viabilidade de instalação de turbinas eólicas em alto-mar que gerariam a energia elétrica necessária para o processo de produção de hidrogênio.

No estudo, foram desenvolvidos algoritmos para definir as melhores localizações dos parques eólicos e também para analisar a dinâmica de controle da potência, de distribuição e armazenamento da energia e o seu consumo, entre outros fatores.

Assim, os pesquisadores puderam realizar uma análise técnica aprofundada sobre os desafios da produção de hidrogênio no Brasil a partir da energia eólica.

Pesquisadores do Grupo de Energias Renováveis no Oceano (Gero), vinculado ao Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (Coppe/UFRJ), em parceria com diferentes departamentos de Engenharia da UFRJ, estão analisando a viabilidade técnica e econômica da produção de hidrogênio ‘verde’ no Brasil a partir da energia eólica.

A demanda global por hidrogênio atingiu a marca de 97 milhões de toneladas em 2023. No entanto, menos de uma tonelada desse montante produzido era considerado ‘verde’, ou seja, gerado por meio de processos com baixa emissão de carbono, segundo dados da Agência Internacional de Energia (IEA).

A aposta dos pesquisadores do Gero é produzir hidrogênio verde a partir de energia eólica em alto-mar (offshore) para ser usado na indústria e também como uma forma de armazenamento de energia, viabilizando a utilização de fontes de energia renováveis no país e diminuindo a emissão de gases de efeito estufa em cadeia na indústria.

Os benefícios de parques eólicos offshore são diversos: além de contarem com ventos mais fortes, não causam impactos visuais e sonoros e não tem obstáculos naturais e não naturais, que fazem com que o vento fique turbulento. Além disso, o oceano oferece um espaço maior em comparação à terra firme, apesar de existirem restrições, como o respeito às áreas de preservação ambiental, à atividade de pesca, às rotas de navegação e de migração das aves, entre outras.

Como diferencial da energia eólica offshore, as turbinas de energia eólica em alto-mar podem ser quatro vezes maiores que em terra firme. Enquanto as turbinas onshore (localizadas no continente) garantem a potência  de 5 megawatts (MW), as turbinas offshore podem chegar a uma potência de até 20 MW. Os pesquisadores revelaram que uma turbina eólica offshore de 20 MW, operando nas condições de vento em alto-mar no Brasil, com 50% de fator de capacidade, pode abastecer cerca de 45 mil residências brasileiras diariamente por um ano.

O hidrogênio possui elevado teor energético por massa e pode ser utilizado nos processos que demandam alta quantidade de energia. Por isso, o hidrogênio  produzido a partir das fontes renováveis pode ser utilizado para descarbonizar as indústrias de difícil abatimento, como a siderúrgica, a de cimento, entre outras. Nesse sentido, o hidrogênio pode acelerar a transição energética e contribuir para que possamos atingir as metas de redução das emissões de gases de efeito estufa

Dr. Milad Shadman, professor convidado da Coppe/UFRJ e pesquisador do Gero

Na pesquisa de dois anos financiada pela TotalEnergies, empresa fundada na França em 1924 e que atua em mais de 120 países no setor de energia, os pesquisadores analisaram a viabilidade técnica e econômica desse processo produtivo.

Segundo dados da Coppe/UFRJ, o estudo de caso foi no entorno do Porto do Açu, na região Norte do estado do Rio de Janeiro, e posteriormente as aplicações dos algoritmos e metodologia foram expandidas e agora podem ser usadas em qualquer lugar do planeta.

O estudo apresentou um modelo técnico-econômico detalhado para estimar o potencial de produção de hidrogênio e o seu custo nivelado (métrica do campo) a partir da energia eólica em alto-mar.

Foram consideradas três regiões de grande disponibilidade de energia eólica: Sul, Sudeste e Nordeste e seus principais portos, levando em consideração restrições técnicas e ambientais para uma estimativa mais realista.

No projeto, foram avaliados dois cenários. O primeiro cenário considerou a produção de hidrogênio a partir da eletrólise da água no continente, com a energia elétrica gerada em alto-mar sendo trazida para a costa.

Já o segundo cenário considerou o hidrogênio também sendo produzido em alto-mar, como a energia elétrica oriunda das turbinas eólicas, e depois enviado para a costa através de dutos.

O Dr. Milad Shadman, professor convidado do Programa de Engenharia Oceânica (PEnO) da Coppe/UFRJ e pesquisador do Gero, destacou que a equipe multidisciplinar desenvolveu dois algoritmos durante a pesquisa. O primeiro para determinar a melhor localização do parque eólico e, o segundo, mais sofisticado, que considera a dinâmica de controle da potência, de distribuição de energia a partir do armazenamento por bateria, consumo, funcionamento dos eletrolisadores e o comportamento dos compressores ao longo do tempo.

A partir dessas análises, o grupo aplicou uma estratégia de controle que pode aumentar a produção de hidrogênio em até 23%.

Ao final do estudo, os pesquisadores concluíram que, para aumentar a produção de hidrogênio verde, alguns pontos devem ser levados em consideração, como a necessidade de redução do custo de produção de energia elétrica a partir da eólica offshore para eletrólise da água, que separa o hidrogênio.

Além do regime de ventos, há que considerar também a capacidade para a escolha da localização do parque eólico, o transporte do hidrogênio que será produzido e a otimização dos eletrolisadores e dos sistemas de bateria.

Por fim, como segunda fase da pesquisa, o grupo está na expectativa da criação de uma bancada de testes experimentais, onde poderão investigar em escala reduzida o processo de produção do hidrogênio a partir da energia renovável para aprofundar o entendimento dos desafios técnicos do processo e conceituá-lo.

Posteriormente, os pesquisadores podem propor a instalação de uma planta piloto no mar.

Em suas publicações, o Portal SciAdvances tem o único objetivo de divulgação científica, tecnológica ou de informações comerciais para disseminar conhecimento. Nenhuma publicação do Portal SciAdvances tem o objetivo de aconselhamento, diagnóstico, tratamento médico ou de substituição de qualquer profissional da área da saúde. Consulte sempre um profissional de saúde qualificado para a devida orientação, medicação ou tratamento, que seja compatível com suas necessidades específicas.

Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Milad Shadman

Professor convidado da Coppe/UFRJ e pesquisador do Gero

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página Conexão UFRJ.

Comunique um Erro

Notícias relacionadas

E-books relacionados

Rolar para cima