Dossiê

Jun 03, 2023

Combustíveis sintéticos podem operar motores de combustão interna de forma quase neutra em CO₂ – quando são produzidos com energia renovável.

De uma perspectiva global, nosso planeta é rico em energia graças aos recursos inesgotáveis ​​do sol e do vento. Mas esse não é necessariamente o caso em nível local, pois regiões com vento e sol limitados podem cobrir pouco ou nenhum de seus requisitos de energia com essas fontes. Na Alemanha, por exemplo, as turbinas eólicas operam em plena capacidade apenas 66 dias por ano, em média. Segundo a Bundesnetzagentur, eles forneceram 25,9% da eletricidade consumida em 2022. Nos veículos elétricos, uma parte dessa energia renovável desempenha um papel fundamental na avaliação do ciclo de vida da mobilidade. Mas atualmente existem cerca de 1,3 bilhão de veículos com motores de combustão interna em todo o mundo que permanecerão nas estradas por muitos anos. A operação ecológica exigirá outras soluções, como os chamados eFuels, que são combustíveis sintéticos produzidos de maneira praticamente neutra em carbono. A Porsche está fazendo a sua parte, com uma nova unidade de produção na América do Sul.

Punta Arenas tem uma população de cerca de 130.000 habitantes e está localizada na região da Patagônia, no extremo sul do Chile, tornando-se a grande cidade mais austral do mundo. É também o centro comercial mais importante da costa ocidental do Estreito de Magalhães. Esta zona é conhecida pelos fortes ventos, que sopram incessantemente na paisagem árida, quase sempre na mesma direcção. Eles são tão poderosos que podem transformar árvores em esculturas bizarras, conhecidas como "árvores-bandeira". As turbinas eólicas poderiam operar na capacidade máxima 270 dias por ano aqui, mas a região não usa energia eólica. A Porsche está ansiosa para explorar esse recurso com parceiros internacionais e tem uma participação de 11,6% na empresa chilena Highly Innovative Fuels (HIF). O objetivo é aproveitar a energia eólica para fabricar combustíveis sintéticos. Inaugurada em dezembro de 2022, a unidade de produção próxima a Punta Arenas se chama Haru Oni, que no dialeto local significa “terra dos ventos”. O cronograma de produção para a atual fase piloto é de 130.000 litros de eFuel anualmente.

O circuito: Durante o processo de fabricação, o dióxido de carbono (CO₂) é filtrado diretamente do ar ambiente. O combustível acabado consiste em nada além de CO₂ e água e, como outros combustíveis, pode ser acessado em uma bomba de gasolina.

O primeiro passo na fabricação de eFuels – eletrólise para produção de hidrogênio – requer muita energia, o que torna a disponibilidade perpétua de eletricidade verde tão importante. A água (H₂O) é um composto químico muito estável. Dois átomos de hidrogênio (H) se ligam a um átomo de oxigênio (O) para formar uma molécula de água. É preciso muita energia para extrair o hidrogênio desse composto. Como o vento da Patagônia oferece energia inesgotável, o hidrogênio pode ser gerado de maneira mais sustentável e econômica. Em regiões com energia limitada, qualquer eletricidade produzida deve ser usada diretamente para o maior benefício.

Além do hidrogênio, a produção de eFuel requer um segundo componente, o dióxido de carbono (CO₂), que é um gás de efeito estufa que em altas concentrações na atmosfera promove o aquecimento global. O CO₂ pode ser filtrado do ar usando a captura direta de ar, um processo pelo qual o ar flui através de um filtro de cerâmica semelhante a um conversor catalítico em um carro. No entanto, em vez de metais preciosos, os canais de fluxo usam uma substância química para ligar as moléculas de CO₂. Depois que todos os espaços estiverem preenchidos com CO₂, o filtro é fechado, aspirado e aquecido. O calor libera o CO₂, que pode então ser aspirado para um tanque. Em termos concretos, um litro de eFuel requer hidrogênio de três litros de água do mar dessalinizada e CO₂ de 6.000 metros cúbicos de ar.

Uma planta de síntese liga o hidrogênio e o CO₂ para criar metanol, que é resistente ao envelhecimento e adequado para armazenamento e transporte. Os motores dos navios são atualmente projetados para operação com metanol. No entanto, o uso em automóveis de passageiros requer processamento adicional, com compostos de carbono adicionais adicionados na etapa final da síntese, metanol à gasolina. O produto final é uma alternativa à gasolina e ao diesel, bem como eFuel para misturar com combustíveis convencionais à base de óleo mineral para redução contínua das emissões.