A descarbonização da economia global é um processo inevitável, embora ainda distante de sua conclusão. Atualmente, a matriz energética mundial permanece fortemente dependente de combustíveis fósseis.
Dados da Agência Internacional de Energia indicam que apenas cerca de 15% da energia primária no mundo é proveniente de fontes renováveis, enquanto petróleo, gás natural e carvão ainda respondem por aproximadamente 80%. A energia nuclear completa o cenário com cerca de 5%.
Diante desse quadro, a transição energética deve se estender por décadas. Nesse contexto, iniciativas voltadas à integração de diferentes fontes ganham relevância estratégica.
Usina Piloto Híbrida da PUC-Rio
No próximo dia 28 de abril, a Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) inaugura uma Usina Piloto Híbrida de Geração de Energia, localizada no parque tecnológico do Inmetro, em Xerém, no município de Duque de Caxias.
O projeto, que conta com financiamentos da Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj) e da Galp, é desenvolvido em parceria entre o Departamento de Engenharia Mecânica, o Instituto de Energia e o Instituto de Mobilidade e Energias Sustentáveis, todos unidades da PUC-Rio, e representa um avanço importante para a pesquisa aplicada em energia no estado e no país.
A usina reúne, em um mesmo local, diferentes tecnologias de geração: energia solar fotovoltaica (com e sem rastreamento), geradores a gás natural e diesel, banco de baterias e conexão com a rede elétrica convencional. Também está prevista, a incorporação do hidrogênio como vetor energético, tanto em motores quanto em células a combustível.
A proposta é permitir testes e simulações com diferentes combinações de fontes, avaliando eficiência energética, custos operacionais e níveis de emissão. Entre os equipamentos já implementados, destaca-se um moderno banco de cargas capaz de reproduzir diferentes perfis reais de demanda energética. Esses perfis são representativos de diferentes setores industriais e comerciais, e até mesmo de veículos, como embarcações de grande porte e locomotivas.
Um dos primeiros testes será a simulação de embarcações da indústria de petróleo offshore, a partir de dados reais coletados a bordo. Isso permitirá análises comparativas entre sistemas convencionais e diferentes combinações de sistemas híbridos, com a introdução de baterias ou hidrogênio, por exemplo.
Fontes renováveis e não renováveis
A flexibilidade da planta permite operar com diferentes arranjos energéticos, combinando fontes renováveis e não renováveis de forma otimizada. O objetivo é identificar soluções capazes de reduzir o consumo de combustíveis fósseis, diminuir emissões e melhorar a segurança e a eficiência operacional.
Outro destaque do projeto é a produção de hidrogênio a partir da energia gerada na própria usina. A tecnologia prevista permitirá a inserção controlada desse combustível em sistemas existentes, especialmente nos grupos geradores. O que aumentará a eficiência da combustão e reduzirá a emissão de poluentes. Testes preliminares já foram realizados em caminhões, em um projeto paralelo, e servem de base para a usina híbrida.
O hidrogênio é considerado um dos principais vetores energéticos do futuro e pode desempenhar papel central na descarbonização. Muito em breve, o hidrogênio passará a ser produzido localmente, atuando como mais uma forma de armazenamento de energia para ser utilizado nos geradores a diesel e a gás natural ou em células a combustível.
A iniciativa se insere em um contexto mais amplo de transformação do setor energético. Empresas de diversos segmentos já estabeleceram metas de redução de emissões, impulsionando a busca por soluções tecnológicas mais limpas e eficientes.
Impactos para o Estado do Rio de Janeiro
Além dos avanços técnicos, o projeto pode trazer impactos econômicos e sociais relevantes para o Estado do Rio de Janeiro. A expectativa é que a geração de energia mais acessível e eficiente contribua para o fortalecimento de setores como indústria, agricultura, logística e infraestrutura, além de estimular inovação e desenvolvimento regional.
A redução de custos energéticos também pode favorecer a competitividade de cadeias produtivas e ampliar o acesso à energia em diferentes regiões.
Após a inauguração, terão início os primeiros testes. Diferentes perfis de carga, representativos de setores da economia, serão simulados por meio do banco de cargas, capaz de reproduzir com precisão diferentes demandas, inclusive com transientes ultrarrápidos, que são fenômenos que acontecem em tempos extremamente curtos.
Essas demandas poderão ser atendidas por qualquer uma das formas de geração disponíveis na usina ou por combinações entre elas, além da própria rede da distribuidora local.
O sistema supervisório controla a geração e registra, em tempo real, consumos energéticos, vazões de combustíveis e emissões, permitindo análises detalhadas de desempenho.
Em etapa seguinte, será iniciada a fase complementar da usina, que inclui a geração de hidrogênio no próprio local e a aquisição de modernos sistemas de instrumentação da combustão em motores, capazes de otimizar a utilização do hidrogênio nos geradores e aprimorar a medição das emissões.
A continuidade do projeto depende de liberações previstas pela Faperj e ampliação do financiamento, por meio da adesão de novos parceiros, além do apoio institucional.
O objetivo é consolidar a usina híbrida como referência nacional em pesquisa aplicada à transição energética.
Em um cenário global ainda dominado por combustíveis fósseis, iniciativas como essa apontam caminhos possíveis para uma transição gradual, combinando inovação tecnológica, eficiência energética e redução de emissões.
Sérgio Leal Braga recebe financiamento da FAPERJ. Ele é afiliado à Academia Nacional de Engenharia.
Eloi Fernández y Fernández trabalha para PUC-Rio. Ela recebe financiamento da Galp. Ele é afiliado à ASME e SPE.
