Usina na Califórnia converte lixo em hidrogênio ecológico e barato

A cidade de Lancaster, na Califórnia, abrigará uma planta de conversão de lixo em hidrogênio que promete ser ainda mais ecológica que as já existentes – e com três vezes o tamanho de qualquer outra instalação do tipo. A SGH2 diz que seu processo é o mais limpo de todos os disponíveis no mercado, com um preço compatível com o dos produtores mais baratos e capaz de retirar dezenas de milhares de toneladas de lixo dos aterros sanitários.

O hidrogênio tem se mostrado uma opção capaz de suprir a demanda energética dos países no futuro. Japão e Coréia, em particular, estão fazendo grandes movimentos e enormes investimentos para colocar em funcionamento esse formato de armazenamento de energia com zero emissões locais.

A produção de hidrogênio pode variar do relativamente verde (eletrólise de água doce usando energia solar ou eólica) ao profundamente imundo (gaseificação de carvão marrom) – e os processos mais sujos são de longe os mais baratos. Adicionar captura e sequestro de carbono a processos poluidores faz com que fiquem mais caros.

Isso é o que torna o projeto SGH2 tão interessante: a empresa alega ser possível transformar o lixo que iria para aterros sanitários em um hidrogênio super-verde e com um preço acessível.

Segundo um comunicado recente, a cidade de Lancaster sediará e será co-proprietária da planta SGH2 Lancaster, que será capaz de produzir até 11.000 kg de H2 por dia, ou 3,8 milhões de kg por ano, enquanto processa até 42.000 toneladas de resíduos por ano. Além disso, transformar lixo em um combustível limpo também deve trazer uma economia de US$ 2,1 a 3,2 milhões em custos de aterros por ano.

“Somos a única empresa no mundo a fornecer um hidrogênio verde que é competitivo em termos de custo com o hidrogênio mais barato e mais sujo, feito de carvão e gás”, diz o Dr. Robert Do, CEO da SGH2. “Nossa tecnologia pode ser dimensionada rapidamente e produzir combustível 24/7, durante todo o ano”.

Como funciona

O processo, desenvolvido pela empresa-mãe da SGH2, Solena, utiliza tochas de plasma de alta temperatura, que geram temperaturas entre 3.500 e 4.000 °C. Esse calor iônico, com gás enriquecido com oxigênio, catalisa uma “dissociação molecular completa de todos os hidrocarbonetos” em qualquer combustível com o qual a usina tenha sido alimentada e, à medida que sobe e começa a esfriar, forma “uma qualidade muito alta de hidrogênio”, o chamado bio-syngas, um gás livre de alcatrão, fuligem e metais pesados.

O processo aceita uma grande variedade de fontes de resíduos, incluindo papel, pneus velhos, têxteis e principalmente plásticos, que podem ser manuseados com muita eficiência sem subprodutos tóxicos. O bio-syngas sai do topo de uma câmara de plenum e é enviado para uma câmara de resfriamento, seguido por um par de lavadores de ácido para remover o material particulado.

Um compressor centrífugo limpa ainda mais a corrente de gás, deixando uma mistura de hidrogênio, monóxido de carbono e dióxido de carbono. Isso é executado através de um reator de deslocamento água-gás que adiciona vapor de água e converte o monóxido de carbono em dióxido de carbono e mais gás hidrogênio. Os dois gases são então separados, capturando todo o CO2 à medida que o hidrogênio sai do outro lado.

Uma análise de carbono do ciclo de vida do Berkeley Lab concluiu, diz SGH2, que cada tonelada de hidrogênio produzido por esse processo reduz as emissões entre 23 e 31 toneladas de CO2 equivalente – presumivelmente contando as emissões que seriam criadas se o lixo fosse queimado em vez de convertido em hidrogênio. Isso corresponde a algo entre 13 e 19 toneladas a mais de dióxido de carbono evitado do que qualquer outro processo de produção de hidrogênio verde.

Além disso, enquanto a eletrólise requer cerca de 62 kWh de energia para produzir um quilograma de hidrogênio, o processo da Solena é positivo em termos de energia, gerando 1,8 kWh por kg de hidrogênio, o que significa que a usina gera sua própria eletricidade e não requer energia externa.

A instalação será montada em uma área de 5 acres, em uma zona industrial de Lancaster, empregará 35 pessoas em período integral e criará cerca de 600 empregos na construção. A SGH2 espera começar a operação no primeiro trimestre de 2021 e alcançar o status operacional completo até 2023. A empresa está em negociações com os “maiores proprietários e operadores de estações de reabastecimento de hidrogênio da Califórnia” para comprar toda a produção da planta por um período de 10 anos.

A SGH2 diz que demonstrou a tecnologia em um projeto de sete anos em tamanho real na Pensilvânia, agora desmontado, e em uma instalação de teste de tocha de plasma na República Tcheca. A empresa diz que a tecnologia “foi examinada e validada, técnica e financeiramente, pelas principais instituições globais, incluindo o Banco de Exportação e Importação dos EUA, Barclays e Deutsche Bank e especialistas em gaseificação da Shell New Energies”. No entanto, de acordo com a Power Magazine, ainda não levantou os US$ 55 milhões necessários para construir a usina.

Os números que o SGH2 apresenta são muito atraentes. No entanto, não temos certeza de qual metodologia foi usada para calcular os custos de produção, porque eles certamente não coincidem com os números deste estudo de custo de produção de hidrogênio de 2019, que mostra vários métodos de produção que estão abaixo dos US$ 2 por kg e eletrólise fotovoltaica solar custando apenas US$ 5,78 por kg. Talvez a tabela SGH2 inclua os custos de capital da construção de cada instalação.

De qualquer forma, o preço do hidrogênio na bomba precisa cair em torno de US$ 8 por kg antes de corresponder aproximadamente ao custo por quilômetro da gasolina, assumindo US$ 3,50 / galão (de acordo com a California Fuel Cell Partnership). Um preço de produção em torno de US$ 2 por kg deve tornar isso eminentemente possível.

Se o hidrogênio tende a ser uma parte substancial da nova economia de energia – o que teve acontecer pelo menos no Japão e na Coréia -, sua produção a partir do lixo parece uma maneira econômica e super ecológica, ao mesmo tempo em que reduz a pressão sobre aterros e a disposição de plásticos difíceis. A empresa diz estar em negociações para projetos similares na França, Arábia Saudita, Ucrânia, Grécia, Japão, Coréia do Sul, Polônia, Turquia, Rússia, China, Brasil e Austrália.