O hidrogênio é o elemento mais abundante do universo e pode ser utilizado como combustível limpo, emitindo apenas vapor d'água quando consumido em células a combustível ou turbinas. No entanto, ele não se encontra de forma isolada na natureza, sendo necessário extraí-lo de compostos como a água (H2O) ou o gás natural (CH4).
O chamado "hidrogênio verde" é aquele produzido por meio da eletrólise da água, um processo que separa o hidrogênio do oxigênio utilizando eletricidade proveniente exclusivamente de fontes renováveis, como solar ou eólica. Dessa forma, o ciclo completo, da produção ao uso, do hidrogênio não gera emissões de carbono - ao contrário do "hidrogênio cinza" ou "azul", derivados de fontes fósseis.
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Por essa razão, o hidrogênio verde é visto como uma peça-chave para a descarbonização de setores industriais de difícil eletrificação, como siderurgia, transporte pesado e produção de fertilizantes.
Outro diferencial da proposta é o tratamento unificado das múltiplas redes de energia envolvidas. A pesquisa adotou uma modelagem integrada dos vários sistemas, permitindo que fluxos energéticos sejam redistribuídos de forma flexível conforme as necessidades e as oportunidades de economia.
Energia para comunidades isoladas
Sobre o uso do hidrogênio verde, além de seu emprego como combustível veicular, em células a combustível, ou como combustível para uso industrial, em turbinas, Oroya aponta outra possibilidade: fonte de energia elétrica para comunidades isoladas, como as existentes em várias localidades da Amazônia.
"Muitas dessas comunidades, que não têm acesso à rede elétrica, poderão se beneficiar de sua capacidade de armazenar grandes quantidades de energia renovável por longos períodos, permitindo iluminação e operação de equipamentos mesmo em períodos prolongados de baixa geração solar", afirma.
Quanto à possibilidade de colocar imediatamente em prática o modelo X DRO, o engenheiro dá um exemplo: "Temos na Universidade Estadual de Campinas um eletroposto e um ônibus elétrico em operação. No futuro próximo, poderemos contar com uma planta para produção de hidrogênio verde integrada a uma estação de abastecimento, viabilizando a operação de um ônibus movido por célula a combustível. Seria uma unidade-piloto com aplicação bem definida. O modelo permitiria planejar essa solução alternativa e comparar seus prós e contras em relação à solução elétrica já existente".
Oroya é, atualmente, doutorando na FEEC. O estudo faz parte de seu projeto de pesquisa "Planejamento e operação de sistemas de produção de hidrogênio verde: uma abordagem robusta", apoiado pela FAPESP.
"O desenvolvimento do modelo X DRO representa um avanço metodológico importante para o planejamento energético sob incertezas, pois alia rigor matemático com aplicabilidade prática em sistemas sustentáveis e complexos, como os de produção de hidrogênio verde", diz seu orientador de doutorado, o professor Marcos Julio Rider Flores.
O artigo "Distributionally robust optimization for green hydrogen plant planning considering extreme scenarios" pode ser lido em: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360319925016404
