Etanol brasileiro como protagonista na mobilidade elétrica

20/03/2024 - 11:05 - Redação - Foto: Divulgação

Por *Tarcísio Dias

Paisagem muito característica ao rodarmos por grande parte do Nordeste brasileiro, o que também acontece ao percorrermos rodovias em São Paulo, Minas Gerais e Goiás, a cana-de-açúcar tem o Brasil como seu maior produtor no mundo e segundo maior produtor de etanol – combustível com baixa emissão de CO₂.

E, junto com os Estados Unidos, oferta cerca de 90% do etanol produzido globalmente — mas, diferentemente do Brasil, os americanos produzem etanol a partir do milho.

A novidade é que, através da cana-de-açúcar e da produção recorde de etanol, o Brasil pode ficar em evidência no cenário mundial da sustentabilidade, ao viabilizar menores emissões de gases de efeito estufa na atmosfera.

A utilização do etanol é extremamente estratégica, pois é eficiente no resultado e, ao mesmo tempo, ambientalmente viável e sustentável — afinal, é possível produzir etanol usando diferentes matérias-primas, entre elas até cevada e trigo, por exemplo.

Usar o etanol como biocombustível reflete diretamente e de forma imediata na redução da emissão de gases de efeito estufa dos veículos automotores. Uma simples comparação com a gasolina revela que o percentual de redução pode superar os 60%.

O melhor disso tudo é que os fabricantes automotivos estão buscando alternativas para oferecer mobilidade sustentável e neutra em carbono, e por isso mesmo o Brasil pode ser fortalecido com isso, graças ao desenvolvimento de tecnologias baseadas em biocombustíveis para aplicação em motorizações elétricas ou híbridas.

Segundo estudo publicado pelo World Wildlife Fund (WWF) Brasil, até 2030 os biocombustíveis podem suprir 72% da demanda brasileira apenas com a otimização das pastagens degradadas atualmente, sem competir com a terra necessária para a produção de alimentos.

E hoje, várias pesquisas estão em andamento para garantir que essa abordagem permaneça sustentável, pois somente 1,2% do território brasileiro é utilizado para o cultivo de cana-de-açúcar, sendo 0,8% para a produção de etanol oriundo da cana e do milho.

Normalmente, quando falamos em célula de combustível, logo a relacionamos com hidrogênio, mas em 2015 a Nissan começou a estudar uma forma diferente de ter um carro elétrico, com a tecnologia SOFC, sigla para Solid Oxide Fuel Cell (Célula de Combustível de Óxido Sólido, em português).

Com ela, um veículo teria motor elétrico e uma célula de combustível igual à dos carros a hidrogênio. A diferença está no uso do etanol para gerar o hidrogênio, mesclando o desempenho de um carro elétrico com a praticidade de um carro a combustão. Entendeu o que pode tornar o Brasil destaque mundial em Carbono Zero?

Exemplificando: o motorista vai ao posto de combustível e abastece com etanol, que passa pelo reformador, onde sofre reação química, separando o hidrogênio e uma pequena parte de CO₂. Então o hidrogênio vai para o módulo SOFC, pra gerar energia ao motor elétrico, enquanto um pouco de CO₂ e vapor d’água sai pelo escapamento. Considerando que um tanque de combustível de etanol é menor e carrega mais que um tanque de hidrogênio, o carro terá autonomia acima de um FCEV (veículo de célula de combustível puro).

Apesar de parecer simples na teoria, a Nissan continua os estudos e planeja até 2025 finalizar esse desenvolvimento tecnológico para decidir pela produção em massa, ou então estender essa pesquisa para melhorar o sistema e deixá-lo mais acessível.

A Volkswagen também vem pesquisando o uso do etanol em sistemas de propulsão veicular elétrica ou híbrida. Em parceria com a Unicamp – Universidade Estadual de Campinas, ela vem estudando desde 2021 o reformador de etanol e a célula de combustível a etanol, para utilização no mercado interno e para exportação.

A Hyundai anunciou parceria com a Universidade de São Paulo no aperfeiçoamento da reforma a 
vapor — nome do processo que une etanol e água sob intenso calor e uso de catalisadores.

Os desafios incluem o material desses catalisadores (que não podem ser caros), a energia gasta no aquecimento (que deve ser a menor possível) e o produto final da reação, que, idealmente, gera apenas gás hidrogênio e resíduos não-poluentes.

Caso dê certo, podemos esperar postos que se parecem com postos de gasolina, mas, na verdade, recebem os caminhões com etanol e utilizam-no para gerar o gás hidrogênio, que abastece veículos com células a combustível.

É o que a Nissan tentou, sem sucesso, fazer na década passada, mas com a reforma acontecendo dentro do carro, ao invés de fora dele.
A Toyota, por sua vez, trouxe o Mirai para testes e os sul-coreanos trarão o Hyundai Nexo, SUV movido a hidrogênio que comandará os trabalhos no país (e deve ser utilizado já em 2024).

Se as montadoras conseguirem desenvolver esse potencial em torno do etanol brasileiro, explorando opções alternativas e aproveitando os recursos locais, é a chance do Brasil virar vitrine de desenvolvimento e exportação de soluções tecnológicas a mercados emergentes, a partir do uso da energia limpa dos biocombustíveis, sendo usados como uma estratégia complementar às motorizações elétrica, híbrida e à combustão.

É importante ressaltar que a produção de hidrogênio a partir de etanol é uma rota viável, mas o processo tem suas próprias limitações e desafios, como a necessidade de altas temperaturas, consumo de energia e a questão da eficiência e custo dos catalisadores utilizados.

No entanto, o hidrogênio obtido dessa maneira pode ser uma fonte valiosa de energia limpa em várias aplicações industriais e de transporte.

*Tarcisio Dias - Profissional e técnico em Mecânica, além de Engenheiro Mecânico com habilitação em Mecatrônica e Radialista. Desenvolve o site Mecânica Online® (mecanicaonline.com.br) e sua exclusiva área de cursos sobre mecânica na internet (cursosmecanicaonline.com.br), uma oportunidade para entender como as novas tecnologias são úteis para os automóveis cada vez mais eficientes.