Avaliação do ciclo de vida do hidrogênio de baixa emissão de carbono produzido por reforma a seco do biogás

Abstract

Resumo: O combate às mudanças climáticas e a busca por alternativas energéticas sustentáveis têm se tornado prioridades globais, especialmente após o Acordo de Paris, que estabeleceu compromissos para a redução das emissões de gases de efeito estufa. Nesse contexto, o hidrogênio produzido a partir de fontes renováveis, como o biogás oriundo da biomassa, surge como uma opção promissora para a transição energética e a descarbonização das economias. No Brasil, a ampla disponibilidade de biomassa, somada à já consolidada diversidade da matriz energética, oferece condições favoráveis para o avanço de rotas tecnológicas sustentáveis, como a produção de hidrogênio a partir da biomassa. Entre as rotas tecnológicas possíveis, a reforma a seco do biogás se destaca por empregar dois gases de efeito estufa (CH4 e CO2) como reagentes, além de dispensar o uso de água, o que representa uma vantagem significativa em contextos de restrição hídrica. Associada a tecnologias de captura e armazenamento de carbono, essa rota apresenta ainda o potencial de alcançar emissões líquidas negativas, reforçando seu valor estratégico como alternativa sustentável e ambientalmente promissora para a produção de hidrogênio no contexto brasileiro. O presente trabalho teve como objetivo principal avaliar o desempenho ambiental da produção de hidrogênio de baixa emissão de carbono a partir da reforma a seco do biogás, por meio da metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida. A modelagem foi realizada utilizando o software SimaPro, considerando uma unidade funcional de 1 kg de Hidrogênio. Foram construídos os inventários de ciclo de vida do processo e estimados os impactos ambientais, com ênfase nas emissões de CO2 equivalente. A Avaliação de Impacto do Ciclo de Vida, conduzida com base nos métodos ReCiPe, Midpoint (H) e CML 2001, indicou emissões de gases de efeito estufa de 2,2 e 2,1 kg CO2eq/kg H2, respectivamente, evidenciando um desempenho ambiental competitivo em comparação a outras tecnologias do setor. A análise também aponta para o potencial da rota em alcançar emissões líquidas negativas em determinados cenários, o que reforça sua relevância como alternativa sustentável para a produção de hidrogênio no contexto brasileiro

Abstract: Combating climate change and seeking sustainable energy alternatives have become global priorities, especially after the Paris Agreement, which established commitments to reduce greenhouse gas emissions. In this context, hydrogen produced from renewable sources, such as biogas derived from biomass, emerges as a promising option for energy transition and economic decarbonization. In Brazil, the abundant availability of biomass, combined with the already consolidated diversity of the energy matrix, provides favorable conditions for the advancement of sustainable technological pathways, such as hydrogen production from biomass. Among the possible technological routes, dry reforming of biogas stands out for employing two greenhouse gases (CH4 and CO2) as reactants and for not requiring water use, which represents a significant advantage in contexts of water scarcity. When associated with carbon capture and storage technologies, this route also holds the potential to achieve net-negative emissions, reinforcing its strategic value as a sustainable and environmentally promising alternative for hydrogen production in the Brazilian context. This study aimed to assess the environmental performance of low-carbon hydrogen production via dry reforming of biogas, using the Life Cycle Assessment (LCA) methodology. The modeling was carried out using the SimaPro software, considering a functional unit of 1 kg of hydrogen. Life cycle inventories of the process were constructed and environmental impacts were estimated, with an emphasis on CO2 equivalent emissions. The Life Cycle Impact Assessment, conducted using the ReCiPe Midpoint (H) and CML 2001 methods, indicated greenhouse gas emissions of 2.2 and 2.1 kg CO2eq/kg H2, respectively, highlighting a competitive environmental performance when compared to other technologies in the sector. The analysis also points to the potential of this route to achieve net-negative emissions in certain scenarios, reinforcing its relevance as a sustainable alternative for hydrogen production in the Brazilian context