China alcança feito com turbina de hidrogénio recorde capaz de abastecer 5.500 casas.

Desta vez, a estrela do espetáculo não é uma caldeira a carvão nem um reator nuclear, mas uma turbina a hidrogénio estrondosa, construída para arrancar e parar quando se quiser. Por detrás do jargão técnico está uma promessa muito concreta: transformar o excedente de eletricidade verde em energia disponível a pedido para milhares de casas.

Uma turbina a hidrogénio como nunca se fez antes

O grupo chinês de engenharia MingYang apresentou a “Jupiter I”, uma turbina a gás concebida para funcionar com 100% hidrogénio e com potência nominal de 30 megawatts. Isso faz dela, segundo a empresa e os media estatais chineses, a maior turbina a hidrogénio puro em operação em qualquer parte do mundo.

A máquina está instalada na Mongólia Interior, um dos principais campos de testes da China para parques eólicos e solares de grande escala. No papel, a Jupiter I parece uma turbina a gás convencional. Na realidade, quase tudo no seu interior foi redesenhado para lidar com as particularidades do hidrogénio.

A Jupiter I pode queimar até 30.000 metros cúbicos de hidrogénio por hora e injetar na rede eletricidade suficiente para cerca de 5.500 agregados familiares.

Em carga máxima, a funcionar em modo de ciclo combinado com um sistema de recuperação de calor, a unidade fornece até 48.000 quilowatt-hora por hora. Por outras palavras, isso chega para cobrir o consumo médio anual de eletricidade de uma casa europeia típica em menos de uma semana.

Porquê hidrogénio, e porquê agora?

O calendário deste projeto não é por acaso. A China, tal como a Europa e os EUA, enfrenta um problema persistente: como lidar com o desfasamento entre o momento em que a energia renovável é produzida e o momento em que as pessoas realmente precisam dela.

Os painéis solares produzem a maior parte da sua potência ao meio-dia. Os parques eólicos podem atingir picos durante a noite ou em dias de tempestade, quando a procura é baixa. Quando a rede não consegue absorver a carga extra, há cortes (curtailment). Na prática, isso significa que turbinas eólicas ficam paradas e inversores solares são limitados, mesmo havendo recurso disponível.

As baterias ajudam a suavizar alguns destes picos e vales, sobretudo ao longo de minutos e de algumas horas. Mas os sistemas de baterias à escala da rede continuam caros, dependem de minerais críticos e têm dificuldade em cobrir vários dias seguidos de céu nublado e sem vento sem um investimento enorme.

O hidrogénio oferece uma abordagem diferente: transformar eletricidade excedente num combustível que pode ser armazenado em depósitos, cavidades subterrâneas ou gasodutos e depois reconvertido em eletricidade quando necessário.

De eletrões a moléculas, e depois de volta

A parte inicial deste sistema começa com eletrólisadores. Estes dispositivos usam eletricidade para separar a água em hidrogénio e oxigénio. Quando parques eólicos ou solares produzem em excesso, parte dessa energia excedente pode ser desviada para eletrólisadores em vez de ser desperdiçada.

O hidrogénio produzido pode depois ser comprimido, armazenado no local ou transportado através de infraestruturas dedicadas. Em esquemas tradicionais “power-to-gas-to-power”, o gás é muitas vezes alimentado a células de combustível que convertem silenciosamente o hidrogénio de volta em eletricidade. As células de combustível são eficientes, mas reagem de forma relativamente lenta em grande escala e são mais adequadas a cargas estáveis.

É aqui que entra uma turbina como a Jupiter I. Em vez de alimentar células de combustível, ela queima o gás numa turbina redesenhada, de forma semelhante à combustão de gás natural ou combustível de aviação. A diferença fundamental: o principal produto da combustão de hidrogénio puro é vapor de água, em vez de dióxido de carbono.

Como a Jupiter I mantém estável uma rede instável

Os operadores de rede preocupam-se menos com o tipo de combustível e mais com a flexibilidade. Precisam de centrais que consigam aumentar a potência em segundos para cobrir uma queda súbita do vento, ou um pico rápido de procura numa noite fria.

A turbina da MingYang foi construída a pensar nessa necessidade. Segundo documentos do projeto e reportagens da imprensa chinesa, a Jupiter I consegue arrancar rapidamente e variar a carga de forma ágil, ajudando a equilibrar a produção flutuante das renováveis próximas.

• Tempo de arranque: concebida para resposta rápida à rede
  
• Combustível: 100% hidrogénio, sem mistura com gás natural
  
• Capacidade: 30 MW nominal, até 48.000 kWh por hora em ciclo combinado
  
• Casas abastecidas: cerca de 5.500 em carga máxima
  
• Localização: Mongólia Interior, China
  

Quando o sol se põe e a produção solar cai, a turbina pode aumentar a potência para cobrir a lacuna. Se uma frente meteorológica forte eliminar o vento numa região, a central a hidrogénio pode intervir em momentos, reduzindo o risco de apagões.

Engenharia para contornar os maus hábitos do hidrogénio

Queimar hidrogénio numa turbina está longe de ser uma simples troca de combustível. As chamas de hidrogénio comportam-se de forma muito diferente das do metano ou de outros gases fósseis.

O hidrogénio tem uma gama de inflamabilidade mais ampla e queima mais depressa. A temperatura da chama pode ser mais elevada, o que aumenta o risco de danificar pás da turbina e câmaras de combustão. O gás também tende a causar fragilização em alguns metais, enfraquecendo lentamente os componentes ao longo do tempo.

Para manter a Jupiter I estável, a equipa da MingYang redesenhou a aerodinâmica interna, os sistemas de arrefecimento e as câmaras de combustão, e adicionou software de controlo sofisticado.

Os queimadores da turbina precisam de evitar o flashback, em que a chama se propaga para trás, em direção ao fornecimento de combustível. Ao mesmo tempo, os projetistas têm de limitar os óxidos de azoto (NOx), poluentes que podem formar-se a temperaturas de combustão elevadas, mesmo em sistemas “zero carbono”.

Isso implica misturar cuidadosamente o hidrogénio com o ar, gerir a pressão e, frequentemente, usar combustão em estágios ou pontas de queimador especiais. O sucesso da Jupiter I sugere que estas barreiras técnicas estão a começar a ser ultrapassadas à escala industrial, e não apenas em laboratório ou em pequenos projetos-piloto.

Impacto climático que aparece em números reais

Segundo dados partilhados pelos promotores do projeto, operar a Jupiter I em vez de uma central a carvão convencional com produção semelhante pode evitar mais de 200.000 toneladas de emissões de CO₂ por ano. Isso pressupõe que o hidrogénio utilizado é produzido com eletricidade de baixo carbono e não a partir de gás fóssil.

O benefício vai para além do corte direto de emissões. Ao fornecer capacidade firme de reserva, a turbina permite que parques eólicos e solares na Mongólia Interior operem com menos cortes. Isso aumenta a utilização efetiva de ativos já construídos e financiados.

Tecnologia	Combustível principal	Emissões típicas de CO₂	Papel na rede
Central a carvão	Carvão	Elevadas (cerca de 800–1.000 g/kWh)	Base, carga intermédia
Turbina a gás	Gás natural	Médias (cerca de 350–500 g/kWh)	Flexível, ponta
Turbina a hidrogénio (Jupiter I)	Hidrogénio verde	Quase zero no ponto de utilização	Flexível, ponta e balanceamento

Os decisores políticos estão a observar estes números de perto. Se turbinas a hidrogénio conseguirem evitar rotineiramente centenas de milhares de toneladas de CO₂ por ano, poderão começar a integrar planos nacionais de descarbonização, a par da eólica offshore, nuclear e armazenamento de longa duração.

Uma nova abordagem à eletricidade “despachável”

Durante décadas, energia despachável significou sobretudo carvão, gás e nuclear. Essas centrais podem aumentar ou reduzir a produção por comando, ao contrário da maioria das renováveis. Mas trazem emissões diretas ou prazos longos e custos de capital elevados.

As turbinas a hidrogénio prometem algo diferente: geração controlável que, pelo menos no ponto de combustão, não produz emissões de carbono. O combustível pode ser gerado internamente sempre que houver eletricidade limpa barata disponível, reduzindo a exposição a importações de gás ou carvão.

A Jupiter I não produz hidrogénio por si só; é o último elo de uma cadeia que vai dos painéis solares e turbinas eólicas aos eletrólisadores, depósitos de armazenamento e gasodutos.

O desafio está em tornar toda essa cadeia economicamente viável. Os eletrólisadores precisam de ficar mais baratos e eficientes. O armazenamento de hidrogénio tem de escalar com segurança. Gasodutos e sistemas de compressão precisam de lidar com grandes volumes sem fugas ou acidentes.

Verde, azul, cinzento: nem todo o hidrogénio é igual

O impacto climático de projetos como a Jupiter I depende inteiramente de como o hidrogénio é produzido. A indústria usa, tipicamente, três rótulos:

• Hidrogénio cinzento: produzido a partir de gás natural ou carvão sem captura de CO₂. As emissões são elevadas.
  
• Hidrogénio azul: feito a partir de combustíveis fósseis, mas com captura e armazenamento de carbono. As emissões são reduzidas, mas não nulas.
  
• Hidrogénio verde: gerado por eletrólise usando eletricidade renovável ou nuclear, com emissões de ciclo de vida muito baixas.
  

Se a Jupiter I funcionar sobretudo com hidrogénio cinzento, o benefício climático global diminui. Se o projeto usar hidrogénio verde proveniente do excedente eólico e solar, as emissões evitadas tornam-se muito mais convincentes. As autoridades chinesas indicaram que a turbina está ligada a grandes clusters renováveis locais, mas a verificação independente continua limitada.

Cenários práticos: de central de backup a polo energético

Um possível futuro para locais como a Mongólia Interior pode ser este: em dias ventosos e tardes luminosas, parques solares e eólicos geram mais eletricidade do que a rede consegue aceitar. Em vez de os cortar, os operadores canalizam esse excedente para eletrólisadores distribuídos pela região.

O hidrogénio segue para cavernas de armazenamento ou grandes depósitos à superfície. Quando chega uma vaga de frio e a procura dispara, os operadores de rede enviam um sinal. A Jupiter I entra em rotação em poucos minutos, recorrendo ao hidrogénio armazenado para estabilizar frequência e tensão.

Noutro cenário, o hidrogénio pode ser partilhado entre setores. Parte do gás alimenta turbinas como a Jupiter I, enquanto o restante abastece indústria pesada, camiões de longo curso ou navios. A turbina passa então a funcionar como comprador flexível: pode consumir hidrogénio quando há excesso, reduzindo oscilações de preço e apoiando a viabilidade económica dos produtores.

Riscos, benefícios e o que se segue

O hidrogénio traz preocupações específicas de segurança. O gás é incolor, inodoro e difunde-se rapidamente. As fugas são mais difíceis de detetar do que as de gás natural, e a energia de ignição é baixa. Projetos como a Jupiter I dependem de sensores avançados, zonas de segurança rigorosas e procedimentos operacionais robustos para mitigar estes riscos.

Ao mesmo tempo, turbinas a hidrogénio podem ajudar países a reduzir a dependência de hidrocarbonetos importados e criar novas cadeias de fornecimento industriais. O fabrico de turbinas, a produção de eletrólisadores e as tecnologias de armazenamento geram empregos e oportunidades de exportação.

Para as famílias, o impacto não será visível como um “botão de hidrogénio” na parede. Em vez disso, o benefício traduz-se em menos cortes de renováveis, menos centrais fósseis mantidas em standby e uma rede que lida melhor com picos ao fim da tarde e meteorologia extrema.

Se projetos semelhantes se espalharem pela Europa, América do Norte e outras partes da Ásia, os sistemas elétricos poderão evoluir para uma combinação de nuclear estável, renováveis variáveis, grandes baterias e turbinas a hidrogénio ágeis. A Jupiter I é uma das primeiras tentativas de mostrar que essa combinação pode funcionar não só em teoria, mas com equipamento real ligado a uma rede real.