Que soluções permitirão abandonar os combustíveis fósseis?

Multiplicam-se as iniciativas para descarbonizar o transporte marítimo. Embora o gás natural liquefeito seja uma pista promissora, as verdadeiras soluções do futuro são os e-fuels, ou combustíveis sintéticos e talvez até… a vela.

O regulamento europeu FuelEU Maritime estabelece uma meta de redução de 80% na intensidade de gases de efeito estufa dos combustíveis para navios até 2050. Nesse contexto, os e-combustíveis parecem ser uma das soluções para substituir o óleo combustível e descarbonizar o setor, mantendo as tecnologias de motorização próximas às usadas atualmente. Existem várias pistas em diferentes estágios de maturidade, e as iniciativas estão se multiplicando.

Hidrogênio, uma solução promissora, mas ainda limitada

Entre as diversas soluções, o hidrogênio obtido a partir da energia elétrica de baixo carbono não é mais um produto da imaginação, mas uma alternativa real. “Além de o hidrogênio produzir apenas água quando é queimado como combustível, ele tem a vantagem de conter três vezes mais energia do que o gás”, explica Nicolas Dattez, diretor de desenvolvimento hidrogênio da VINCI Energies e responsável pela coordenação das iniciativas de hidrogênio do grupo VINCI na Léonard, a plataforma de prospectiva e inovação da VINCI.

No entanto, ele acrescenta, “para armazená-lo e transportá-lo, sendo sua densidade muito baixa, precisamos usar alta tecnologia e processos caros para comprimi-lo ou liquefazê-lo e mantê-lo neste estado.”

Embora, de momento, o GNL (gás natural liquefeito) pareça estar à frente na corrida para reduzir o impacto do carbono no transporte marítimo, será difícil para o setor prescindir do hidrogênio se quiser atingir suas metas até 2050.

O hidrogênio comprimido poderia perfeitamente ser usado em navios pequenos que fazem viagens curtas. O número de projetos está crescendo. O Hylias (Hydrogen for Land, Integrated renewables and Sea), do grupo Europe Technologies, visa criar o primeiro navio impulsionado por dois motores elétricos de 250 kW alimentados por um sistema de duas células de combustível que funcionam com 350 a 400 kg de hidrogênio armazenado a bordo em tanques de alta pressão a 350 bar.

O uso de hidrogênio liquefeito é perfeitamente viável para embarcações de média distância, como alguns ferry-boats. Em março de 2023, a operadora norueguesa Norled lançou o primeiro ferry-boat a hidrogênio líquido. Essa embarcação, com mais de 80 m de comprimento, usa duas células de combustível de hidrogênio de 200 kW e um banco de baterias de 1.36 MWh alimentado por hidrogênio verde armazenado em tanques a -252.87°C.

Do biometanol à propulsão a vela

Como ficam os navios de grande porte, como os porta-contêineres? A situação é menos favorável ao uso de hidrogênio puro.

“É muito complicado armazenar a quantidade de hidrogênio necessária para viagens longas, seja ele comprimido ou liquefeito, ressalta Nicolas Dattez. Portanto, precisamos considerar outras soluções, em especial os derivados de hidrogênio, como amônia, e-metanol ou e-metano”.

 “Enquanto as três moléculas são produzidas a partir de hidrogênio verde usando fontes de energia renováveis, as duas últimas também requerem dióxido de carbono (CO₂)”, acrescenta Nicolas Dattez. Mas atenção: as infraestruturas necessárias para produzir esses combustíveis sintéticos ainda não foram construídas. Enquanto isso, o metanol ou o metano podem ser sintetizados a partir da biomassa, e são chamados biometanol ou biometano.

Também nesse caso, as iniciativas não faltam. Em setembro de 2023, o armador dinamarquês Maersk batizou o primeiro navio a funcionar com biometanol e encomendou outros vinte e cinco.

Os e-combustíveis, ou combustíveis sintéticos, uma solução para descarbonizar os navios sem transtornar as tecnologias de motorização atuais.

O armador francês CMA CGM e o gigante da energia Engie também firmaram uma parceria, a partir de novembro de 2021, para produzir e distribuir combustíveis mais verdes a fim de descarbonizar o transporte marítimo. O biometano liquefeito é uma das opções pesquisadas para garantir o desenvolvimento de uma cadeia de produção e distribuição de combustíveis de baixo carbono para o transporte marítimo. A frota da CMA CGM deve incluir 44 navios movidos a GNL até 2024.

Em uma linha completamente diferente, a propulsão a vela, há muito abandonada pela marinha mercante, volta a ser uma solução do futuro para o transporte marítimo global. O grupo Michelin desenvolveu a Wisamo, uma asa inflável que pode ser içada e abaixada em torno de um mastro telescópico, controlado por uma interface automatizada. Aprovada pela Solar Impulse Foundation em julho de 2023, essa tecnologia é capaz de impulsionar qualquer tipo de embarcação usando um sistema de asa inflável de alto desempenho.

“Por fim, a solução mais simples é reduzir a velocidade dos barcos para diminuir o consumo de combustível por quilômetro”, conclui Nicolas Dattez.

“Não existe uma solução global única”.

Bruno Nicolas, diretor da marca Actemium, faz o ponto da situação dos “novos combustíveis” e sua competitividade.

Quais são os “novos combustíveis” mais competitivos atualmente?

A curto prazo, o GNL – que não deixa de ser um combustível fóssil – ajudará a reduzir as emissões de CO₂ e de partículas. É também uma transição para combustíveis mais “verdes”, os biocombustíveis e os e-combustíveis, que poderão ser usados sem modificar os motores e tanques a bordo de navios inicialmente projetados para o GNL.

Você está falando no futuro…

Os biocombustíveis já são produzidos em pequenas quantidades, mas a um custo razoável, e deveriam ajudar a cumprir os requisitos de incorporação até 2030. Quanto aos e-combustíveis, continuam em fase de pré-industrialização. Sua produção é mais cara por conta da cascata de rendimento e requer recursos abundantes de eletricidade com baixo teor de carbono.

Que fatores determinam a competitividade desses novos combustíveis?

A competitividade dos e-combustíveis comparada com a dos combustíveis fósseis depende de três fatores: o custo do investimento, a disponibilidade de eletricidade barata com baixo teor de carbono e o nível de taxas sobre o carbono. A combinação de biocombustível/e-combustível pode ser uma solução para tornar o preço unitário mais competitivo. A adoção de normas internacionais vinculativas (no âmbito da Organização Marítima Internacional), combinada com medidas de incentivo introduzidas pelos Estados, é imprescindível para acelerar a eficiência energética do transporte marítimo.

Quais serão, a mais longo prazo, as soluções mais promissoras? 

Não existe uma solução global única. É a combinação de diferentes soluções que permitirá atingir os objetivos declarados. O resultado dependerá muito de nossa capacidade de produzir e distribuir combustíveis alternativos com baixo teor de carbono.

As soluções para abandonar o óleo combustível

• A eletricidade. Para distâncias curtas, por conta do volume de baterias a serem levadas.
• O hidrogênio. Virtuoso se for produzido a partir de fontes de energia renováveis, mas é difícil de armazenar e transportar.
• A e-amônia. Barata e fácil de armazenar, mas altamente tóxica.
• O biometano. Produzido a partir da metanização da biomassa, esse gás tem potencial de produção limitado.
• O biometanol. Biocombustível produzido a partir da biomassa.
• Os outros combustíveis sintéticos ou e‑combustível (e-metano, e-metanol…). Substituem facilmente os combustíveis atuais, mas sua produção ainda é incipiente e seu custo ainda é alto.
• O nuclear. Zero emissões de gases de efeito estufa e grande autonomia, mas apresenta problemas de segurança.
• O vento. Tem o melhor balanço de carbono, mas requer a adição de motorizações auxiliares.

16/04/2024