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Descubra como a termoquímica do enxofre pode revolucionar a propulsão naval, oferecendo uma alternativa sustentável e econômica com potencial de redução de emissões e custos operacionais
Desde o século XIX, a busca por formas eficientes de armazenamento de energia térmica para aplicações móveis tem evoluído significativamente.
Um marco inicial foi o uso de um tanque de água saturada em alta pressão em submarinos. Hoje, usinas solares térmicas utilizam sais fundidos para armazenar calor.
No entanto, uma nova fronteira está sendo desbravada por um consórcio alemão, Pegasus, com foco no uso da termoquímica do enxofre para aplicações inovadoras, incluindo a propulsão de navios.
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O contexto termoquímico
Reações químicas que liberam calor, como a combustão de hidrocarbonetos, geram compostos que geralmente não podem ser reutilizados diretamente.
Já a termoquímica do enxofre apresenta uma vantagem única: é reversível. O ácido sulfúrico, por exemplo, pode ser decomposto em água, dióxido de enxofre e oxigênio usando calor intenso. Esses subprodutos podem, posteriormente, ser reciclados em novos ciclos de ocorrência.
A chave é a ocorrência de enxofre com oxigênio, que atinge temperaturas de até 2.200°F (1.200°C). Esse calor é suficiente para operar motores de turbina aquecidos externamente, podendo ser conectado a sistemas de motor a vapor.
A possibilidade de reutilizar os subprodutos torna essa tecnologia promissora para transporte marítimo.
Propulsão de navios: viabilidade e impacto
A pesquisa da Pegasus avalia cenários práticos para aplicar a termoquímica do enxofre em navios. Um motor de 67.000 cavalos de potência exigia cerca de 5.000 toneladas de enxofre e 16.000 toneladas de ácido sulfúrico para 50 horas de operação.
Já um navio típico, pesando 200.000 toneladas, navegando a 12,5 nós, poderia operar por até 235 horas com a mesma tecnologia, cobrindo mais de 2.500 milhas náuticas.
O sistema seria cíclico: ao chegar ao porto, foram compostos gastos enviados para instalações de reciclagem térmica – como usinas nucleares ou solares de alta temperatura – para regeneração. Barcos menores trariam novos lotes de enxofre e ácido sulfúrico para reabastecimento.
Essa abordagem é ideal para rotas costeiras ou operações de curta distância, onde os portos estão equipados com tecnologias térmicas de alta temperatura.
Embora limitada pela necessidade de reabastecimento frequente, a tecnologia poderia revolucionar a logística marítima com redução de emissões e custos operacionais.
Comparação de custos e eficiência
O enxofre apresenta uma densidade energética inferior à da gasolina: 12.500 kJ/kg contra 45.000 kJ/kg. Porém, seu custo é notavelmente mais baixo, cerca de US$ 0,02 por kWh, contra US$ 0,11 por kWh da gasolina.
Além disso, ao contrário da combustão da gasolina, que gera subprodutos irreversíveis, o enxofre pode ser reciclado termicamente.
Mesmo assim, o uso do enxofre enfrentaria desafios em alta velocidade. Navios movidos por essa tecnologia seriam mais lentos e exigiriam planejamento logístico cuidadoso para paradas em portos adequados para reabastecimento e reciclagem.
Aplicações futuras e potenciais estacionário
Antes de dominar os mares, a tecnologia de armazenamento térmico baseada no enxofre precisará testar seu valor em aplicações estacionárias.
Usinas solares térmicas e nucleares são cenários ideais para implementação do sistema, especialmente durante períodos de baixa demanda energética, como à noite. Com o tempo, essa experiência acumulada poderia ser transposta para o setor marítimo.
A tecnologia também pode ser integrada ao esforço crescente por combustíveis alternativos no transporte, onde a pressão pela redução de emissões está em alta.
Para operadores de navios, a perspectiva de economia de combustível e redução de emissões de carbono de forma sustentável é um atrativo significativo.
Cenário ideal
O cenário mais promissor seria o desenvolvimento de pequenas frotas de embarcações para transporte costeiro e rotas de curta distância, operando entre portos estrategicamente localizados.
Uma única usina termelétrica poderia sustentar a operação de toda a frota, maximizando a eficiência e minimizando custos.
Com potencial para transformar a propulsão naval, a termoquímica do enxofre não é apenas uma alternativa viável, mas uma solução inovadora para reduzir custos e emissões, enquanto traça o caminho para um transporte marítimo mais sustentável.
