Estudo do potencial de geração de eletricidade excedente produzida no setor sucroalcooleiro visando a produção de hidrogênio verde - Fukai, Rafael Issao [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024)
Atualmente uma das maiores preocupações mundiais é o aumento constante na temperatura média do planeta, sendo uma de suas causas o uso excessivo de combustíveis fosseis que emitem gases de efeito estufa (GEE). Tal fato resulta em uma procura por alternativas e soluções que possam proporcionar uma descarbonização da economia mundial, sendo uma delas o uso do hidrogênio verde. Este é uma energia renovável promissora produzida através da eletrólise da água utilizando fontes renováveis de eletricidade, como a energia solar e a biomassa. O Brasil, que possui uma matriz elétrica predominantemente renovável, tem um grande potencial para futuramente se tornar um grande produtor e exportador. Diante disso o presente trabalho propõe um estudo sobre a implementação de uma planta de geração de hidrogênio verde em uma usina sucroalcooleira, que atualmente vende a energia elétrica excedente produzida por meio da queima do bagaço de cana, estudando a potência necessária para seu funcionamento, o custo nivelado do hidrogênio (LCoH) e comparando a venda do hidrogênio produzido com a atual venda de energia e comparado à venda de hidrogênio em uma planta que não é autossuficiente em eletricidade. Ademais, o projeto está em concordância com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Organização das Nações Unidas, em particular a ODS 7, que visa garantir o acesso à energia limpa e acessível a todos, a o ODS 13, que busca tomar medidas urgentes para combater mudanças climática e seus impactos. A partir de tais objetivos constata-se que o hidrogênio com grau de pureza mais alto, portanto maior custo, tem o potencial de gerar uma receita maior do que a venda direta de energia elétrica da usina, e como resultado o valor do LCoH obtido de 2,21 dólares por quilograma é bom para os parâmetros atuais e pode ser melhorado com o desenvolvimento de novas tecnologias mais eficientes e baratas, redução de custos e incentivos fiscais para produção do hidrogênio verde.

Currently, one of the major global concerns is the ongoing increase in the average temperature of the planet, with one of its causes being the excessive use of fossil fuels that emit greenhouse gases (GHGs). This phenomenon has led to a search for alternatives and solutions that can facilitate the decarbonization of the world economy, with one promising option being the use of green hydrogen. Green hydrogen is a renewable energy source produced through water electrolysis using renewable sources of electricity, such as solar energy and biomass. Brazil, which has a predominantly renewable energy matrix, has great potential to become a major producer and exporter in the future. In this context, the present work proposes a study on the implementation of a green hydrogen generation plant in a sugarcane-based ethanol plant, which currently sells the surplus electricity produced through the burning of sugarcane biomass. The study investigates the necessary power for its operation, the Levelized Cost of Hydrogen (LCoH), and compares the sale of the produced hydrogen with the current electricity sales and compared to the sale of hydrogen in a plant that is not self-sufficient in electricity. Furthermore, the project is aligned with the United Nations Sustainable Development Goals (SDGs), especially SDG 7, which aims to ensure access to clean and affordable energy for all, and SDG 13, which seeks to take urgent measures to combat climate change and its impacts. Based on these objectives it can be seen that hydrogen with a higher purity level, and consequently higher cost, has the potential to generate greater revenue than the direct sale of electrical energy from the plant, and as a result the acquired LCoH value of 2,21 dollars per kilogram is good for the current parameters and can be improved with the development of new more efficient and cheaper technologies, cost reductions and tax incentives for the production of green hydrogen.
Study of the potential for generating surplus electricity produced in the sugar and alcohol sector aiming at the production of green hydrogen
Keywords: Hidrogênio como combustível; Hidrogênio verde; Custo nivelado do hidrogênio; Usina sucroalcooleira; Descarbonização; Geração limpa de energia; Indústria sustentável; Energia - Fontes alternativas; Energia elétrica