Startups americanas correm para comercializar tecnologias que podem transformar quase qualquer tipo de resíduo sólido em combustível limpo de hidrogênio.

Um imenso terreno coberto por 130 milhões de toneladas de lixo se espalha nas colinas ao leste de Los Angeles, elevando-se sobre a cidade como um monumento ao excesso americano. O aterro sanitário de Puente Hills não recebe novos resíduos há quase uma década, mas continua sendo o maior depósito dos Estados Unidos e um incômodo produtor de gases de efeito estufa. A cada minuto, Puente Hills libera 850 metros cúbicos do chamado ‘gás de aterro’, uma mistura altamente tóxica de dióxido de carbono e metano produzida por micróbios que devoram a matéria orgânica do depósito.

A maior parte deste gás emitido pelo lixão de Los Angeles é capturada por uma rede de tubulações subterrâneas e usada para gerar eletricidade limpa e suficiente para abastecer 70 mil residências. Mesmo assim, Jean-Louis Kindler –  CEO e fundador da startup Ways2H – ainda considera este cenário um enorme desperdício de lixo. No que depender de Kindler, não precisaremos mais de aterros como Puente Hills. A ideia dele é usar o lixo do mundo como matéria-prima para produzir hidrogênio, o eterno combustível do futuro que pode abastecer nossas casas, aviões, carros e comércios. 

“Há uma quantidade enorme de plástico, resíduos sólidos municipais, resíduos médicos, uma gama vasta de excedentes que tentamos processar, mas que estão carregadas de hidrogênio”.

Nascido na França, Kindler passou a maior parte da carreira trabalhando com tecnologias de energia limpa na Ásia. Recentemente, mudou-se para Long Beach, a cerca de um hora de Puente Hills. Instalou por lá a nova sede da Ways2H, empresa que fundou para comercializar uma tecnologia que converte rejeitos em hidrogênio, da qual foi um dos pioneiros duas décadas atrás no Japão.  Em parceria com a Japan Blue Energy Company, Kindler desenvolveu um sistema que pode extrair hidrogênio da maioria dos tipos de lixo, desde lodo de esgoto até pneus velhos. Em junho, ele anunciou que a Ways2H havia firmado parceria com uma empresa de engenharia para construir a primeira instalação comercial de resíduos de hidrogênio da Califórnia.

O sistema Ways2H é semelhante ao de  algumas instalações de gaseificação que já são usadas nos EUA para converter lixo em energia, mas com algumas diferenças importantes. Primeiro, os resíduos são classificados para remover materiais sem carbono ou hidrogênio, como por exemplo vidro e metal. Em seguida, são alimentados em uma câmara de vaporização que os aquece a mais de 540 °C para produzir syngas – uma mistura de hidrogênio, metano e dióxido de carbono – com a qual é possível fazer quase qualquer tipo de combustível. O sistema desenvolvido por Kindler aumenta a concentração de hidrogênio nos syngas misturando-o com o vapor, o que cria uma mistura que tem cerca de metade de hidrogênio e metade de dióxido de carbono. O hidrogênio é filtrado em um tanque cheio de materiais que, como uma esponja, absorvem o dióxido de carbono. Todo o sistema fica em uma torre ao ar livre com cerca de sete andares de altura.

Para cada tonelada de lixo fornecido para a planta de gaseificação piloto da WaysH, Kindler espera  produzir cerca de 45 mil gramas de hidrogênio neutro em carbono, ou ‘verde’. Embora o principal subproduto do sistema seja o dióxido de carbono, o processo é considerado neutro porque a quantidade de CO2 liberada pela planta é igual à que estava na matéria-prima. Entretanto, Kindler diz que seria fácil integrar um sistema de captura e armazenamento de carbono na instalação, o que o tornaria negativo nesta substância. Ele espera concluir a instalação da Ways2H até o final do ano e começar a produzir hidrogênio para os clientes já no início de 2021. Se tiver sucesso, será a primeira usina de resíduos em hidrogênio dos EUA. Mas a Ways2H não está sozinha nesse mercado. Uma empresa chamada SGH2 também está construindo uma instalação semelhante na Califórnia, que usa um sistema de gaseificação semelhante para produzir hidrogênio verde ultrapuro.

Outras companhias estão buscando um pouco distante da Califórnia processos químicos para produzir hidrogênio limpo. No início deste ano, a startup Standard Hydrogen, da Flórida, apresentou um protótipo de mesa de seu reator, que pode extrair hidrogênio do sulfeto de hidrogênio, um subproduto extremamente tóxico do refino de petróleo e gás natural. O reator se utiliza de uma versão modificada do processo Claus, uma técnica de 100 anos para extrair enxofre do sulfeto de hidrogênio. Mas há algumas diferenças. No processo de Claus, o hidrogênio é perdido porque se liga ao oxigênio do reator para formar água. Já no processo do Standard Hydrogen, o oxigênio é expelido do reator e, com isso,  o hidrogênio pode ser recuperado.

Por enquanto, o reator da Standard Hydrogen existe apenas como um protótipo cilíndrico do tamanho de um extintor, mas o CEO Alan Mintzer diz que a startup está negociando parcerias com empresas interessadas em usar o sistema para processar resíduos ou adquirir hidrogênio. Se as negociações forem adiante, ele espera que a primeira planta de gaseificação piloto da Standard Hydrogen entre em operação no início de 2021. “Não há mais estudos de viabilidade, nem tentativas para ver se a química funciona”, diz Mintzer. “Isso é real. Está aqui agora.”

As iniciativas podem funcionar, mas a safra de startups correndo para transformar o lixo do mundo em hidrogênio limpo ainda precisa enfrentar um juiz à revelia da tecnologia: o livre mercado. Nas últimas décadas, a principal barreira para a produção de hidrogênio verde escalável nos EUA tem sido econômica e política, não tecnológica. No início do século XXI, o hidrogênio era apontado como uma maneira de reduzir a dependência americana do petróleo estrangeiro; o governo Bush literalmente o chamou de “combustível da liberdade”. Mas a fracassada ‘revolução’ nos EUA criou um excesso de gás natural barato que custou caro aos programas domésticos de hidrogênio, antes mesmo que eles tivessem a chance de começar.

“O argumento de segurança energética para o hidrogênio não faz mais muito sentido”, diz Daniel Simmons, secretário-assistente do Departamento de Energia dos EUA para eficiência energética e energia renovável.

“Mas o hidrogênio sempre foi um combustível muito flexível que pode ser criado a partir de uma variedade de fontes, e essa flexibilidade parece muito atraente atualmente.”

Daniel Simmons

Quase todo o hidrogênio produzido hoje nos EUA é chamado de hidrogênio ‘cinza’, indicativo de que é produzido a partir de combustíveis fósseis, como o gás natural. O restante é produzido por eletrólise, que usa eletricidade para separar as moléculas de água em oxigênio e hidrogênio. A eletrólise pode ser neutra em carbono se a eletricidade for produzida por fontes renováveis, como a eólica ou a solar, mas esse hidrogênio verde ainda é cinco vezes mais caro do que o cinza. “Nós realmente precisamos reduzir o custo”, diz Simmons. “Uma das maneiras de conseguir isso é através de projetos de hidrogênio em larga escala.”

Nem todo mundo está convencido de que as soluções a partir do lixo podem contribuir significativamente para o aumento da produção verde de hidrogênio nos EUA. Thomas Koch Blank, analista de transporte e indústria do Rocky Mountain Institute, organização sem fins lucrativos de pesquisa em energia limpa, diz que os problemas com a disponibilidade de resíduos podem ser uma grande barreira. Ele aponta para a Suécia e a Noruega, dois países que investiram pesado neste modelo e rapidamente enfrentaram escassez de lixo, pois a demanda ultrapassou a oferta. Hoje os dois países importam rejeitos de outras partes da Europa para alimentar seus sistemas de resíduos em energia.

“Não estou dizendo que é uma má ideia”, diz Koch. “É bom ter um uso secundário produtivo para nossos fluxos de resíduos. Mas tenho dificuldade em enxergar que essa fonte de hidrogênio seja realmente relevante para suprir as necessidades em larga escala.”

Kindler e Mintzer não afirmam que seus sistemas serão suficientes para suportar toda a crescente demanda por hidrogênio. Eles a veem como uma tecnologia que pode trabalhar em conjunto com outras técnicas de produção de hidrogênio, além de ajudar os EUA a controlar seus crescentes problemas de resíduos.

“Precisamos muito de mais hidrogênio e, ao mesmo tempo, precisamos nos livrar do lixo que está se acumulando. Trata-se de um caminho que complementará a produção de hidrogênio com o sistema de eletrólise. Todas as soluções de produção precisam coexistir. ”

Kindler

Fonte: Wired

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