Banca de DEFESA: RODRIGO CAVALHEIRO SILVA

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: RODRIGO CAVALHEIRO SILVA
DATA : 28/08/2026
HORA: 09:00
LOCAL: Via google meet
TÍTULO:

Avaliação energética, econômica e ambiental do uso de misturas de H2 verde/gás natural como vetor energético em centrais termoelétricas da região Nordeste: uma alternativa de solução à descarbonização e ao curtailment

 

PALAVRAS-CHAVES:

hidrogênio verde; gás natural; curtailment; geração eólica;
termoelétricas; emissões de CO₂; análise energética; análise econômica; análise ambiental

 

PÁGINAS: 103
RESUMO:

Na última década, a expansão das fontes renováveis variáveis, especialmente a geração
eólica e solar fotovoltaica, tem transformado a operação dos sistemas elétricos. No Brasil, esse
processo é particularmente relevante na região Nordeste, onde a elevada disponibilidade de
recursos renováveis tem impulsionado a geração elétrica, mas também criado desafios
associados ao escoamento da energia e às restrições de geração, conhecidas como curtailment.
Nesse contexto, a conversão de excedentes renováveis em hidrogênio verde representa uma
alternativa para valorizar uma energia que, em determinadas condições operacionais, poderia
ser desperdiçada. Além de ampliar a flexibilidade do sistema elétrico, essa rota pode contribuir
para a descarbonização gradual de setores que ainda dependem de combustíveis fósseis.
Este trabalho avalia, sob as perspectivas energética, econômica e ambiental, o uso de
misturas de hidrogênio verde e gás natural em centrais termoelétricas da região Nordeste. A
análise considera o aproveitamento de energia renovável excedente para produção de H₂ por
eletrólise e sua aplicação como combustível complementar ao gás natural em uma turbina a gás
de 50 MW. A metodologia integra a estimativa do excedente renovável disponível, o potencial
de produção de hidrogênio verde, a avaliação das vazões de combustível em diferentes frações
molares de H₂, os custos anuais de combustível e as emissões específicas de CO₂, CO e NO.
Os resultados indicam que o excedente renovável analisado, estimado em 16.363
GWh/ano, teria potencial para produzir aproximadamente 297 mil toneladas de H₂ por ano,
considerando consumo específico de eletrólise de 55 kWh/kgH₂. Para o cenário com 20% molar
de H₂ na mistura, a demanda anual da turbina foi estimada em cerca de 2,22 milhões de
kgH₂/ano. Assim, em termos anuais agregados, o potencial de produção de hidrogênio supera
em aproximadamente 134 vezes a demanda da unidade analisada. Esse resultado demonstra a
relevância energética do excedente renovável regional, embora sua utilização efetiva dependa
de fatores como perfil horário do curtailment, armazenamento, compressão e logística de
suprimento.
Do ponto de vista ambiental, a mistura com 20% molar de H₂ reduziu as emissões
específicas de CO₂ de aproximadamente 521 para 485 kgCO₂/MWh, o que corresponde a uma
redução próxima de 7%. Essa redução é inferior ao percentual molar de hidrogênio adicionado
porque a fração molar não equivale à fração energética da mistura. Portanto, a redução efetiva
das emissões acompanha a diminuição real da vazão de gás natural consumida, e não
diretamente o percentual molar de H₂. A avaliação econômica, por sua vez, mostrou que o custo
anual de combustível aumenta de 17,7 milhões USD/ano, no cenário com gás natural puro, para
22,4 milhões USD/ano no cenário com 20% molar de H₂, representando acréscimo de 27,1%.
Conclui-se que a utilização de hidrogênio verde em mistura com gás natural apresenta
potencial técnico e ambiental para a descarbonização parcial da geração termoelétrica no
Nordeste. Entretanto, sua viabilidade econômica ainda depende da redução do custo do H₂, do
aproveitamento de excedentes renováveis de baixo custo, da disponibilidade de infraestrutura
de armazenamento e de mecanismos de valorização das emissões evitadas, como precificação
de carbono, créditos de descarbonização ou incentivos regulatórios.

 

MEMBROS DA BANCA:
Interno - ***.219.824-** - ALVARO ANTONIO OCHOA VILLA - IFPE
Externo à Instituição - GUSTAVO DE NOVAES PIRES LEITE - IFPE
Presidente - ***.889.084-** - JOSE ANGELO PEIXOTO DA COSTA - IFPE