1 - Luís Matheus Tavares Silva UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ (UFC) - FEAAC
2 - Mônica Cavalcanti Sá de Abreu UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ (UFC) - Faculdade de Economia, Administração, Atuárias e Contabilidade
3 - Mauricio Uriona Maldonado UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA (UFSC) - Departamento de Engenharia de Produção e Sistemas
4 - Flávia Mendes de Almeida Collaço UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ (UFC) - PPAC
5 - Cosme Polese Borges UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA (UFSC) - Centro tecnologico
Reumo
Para que a indústria de hidrogênio verde (H2V) possa operar em um local com abundância de energia renovável, mas sem abundância de água, é necessário considerar fontes não convencionais de água para que o ônus decorrente da produção de H2V seja mitigado. Duas rotas tecnológicas de produção de água são a dessalinização de água do mar e o tratamento terciário de efluentes. Ambas possuem vantagens e desvantagens do ponto de vista econômico, ecológico e social e devem ser cuidadosamente estudadas antes de se investir recursos para a construção de suas plantas.
Este estudo lança a seguinte pergunta de pesquisa: quais os impactos socioecológicos relacionados ao abastecimento hídrico de um hub de hidrogênio verde? Para responder a isto, este artigo aplica a metodologia de Dinâmica de Sistemas (DS) para identificar estes impactos socioecológicos. A metodologia de DS é aplicável nesse sistema, pois as cadeias de suprimento de água são consideradas sistemas complexos, em que é possível observar uma dinâmica de realimentação (do inglês, feedbacks), de interdependências e de relações descontínuas e não lineares entre os elementos do sistema.
O H2V é produzido a partir da eletrólise da água, cujo processo produtivo não possui emissão de GEE, pois utiliza-se energia renovável para separar a molécula de água. Contudo, a eletrólise da água necessita de um controle de temperatura rígido e de água com alto nível de pureza, o que adiciona custos e complexidade ao processo de produtivo. As fontes hídricas cotadas para abastecer a produção de H2V são água de reservatórios, dessalinização de água do mar e tratamento terciário de efluentes. De acordo com a escolha, impactos socioecológicos emergem e precisam ser gerenciados.
A Dinâmica de Sistemas (DS) é um método que compreende fluxos complexos de materiais e informações, usando acumulações, não linearidade e retroalimentação. O diagrama de circuitos de retroalimentação causal (CLD) é uma ferramenta da DS que comunica o comportamento do sistema, facilitando a compreensão de sua estrutura e retroalimentação. O conhecimento da retroalimentação é essencial para entender o comportamento do sistema. Neste estudo qualitativo, a análise de conteúdo de entrevistas e documentos foi aplicada para identificar os impactos socioecológicos por meio do CLD.
A evapotranspiração reduz a disponibilidade de água em reservatórios. A capacidade de tratamento de efluentes depende da rede de coleta e da quantidade de esgoto gerado, impactando a disponibilidade de água para o hub de H2V. Porém, uma maior disponibilidade de esgoto pode resultar em maior produção de lodo e possíveis impactos socioecológicos. A produção de água por dessalinização aumenta a disponibilidade de água para o hub, mas também eleva a concentração de sal no mar, afetando a biota e a comunidade pesqueira. Trade-offs socioecológicos devem ser considerados ao planejar o hub de H2V.
Os principais impactos socioecológicos relacionados ao abastecimento hídrico para um hub de hidrogênio verde são, para a água de reservatório: redução do desenvolvimento socioeconômico da região do Jaguaribe em períodos de seca, redução nos níveis de saúde pública e na qualidade do meio ambiente; para a dessalinização de água do mar: aumento na concentração de sais na água do mar, redução da biota e aumento da pobreza da comunidade tradicional; e para água de reúso: maior produção de lodo, aumento nas emissões de GEE, possível contaminação do solo e redução nos níveis de saúde pública.
DILLMAN, K.J.; HEINONEN, J. A‘just’hydrogen economy: A normative energy justice assessment of the hydrogen economy. Renewable and Sustainable Energy Reviews, [S.l.], v. 149, p. 111-122, 2022; MÜLLER, F.; TUNN, J.; KALT, T. Hydrogen justice. Environmental Research Letters, [S.L.], v. 17, n. 11, p. 115006, 1 nov. 2022. IOP Publishing. http://dx.doi.org/10.1088/1748-9326/ac991a; SOVACOOL, B. K.; MARTISKAINEN, M.; HOOK, A.; BAKER, L. Decarbonization and its discontents: a critical energy justice perspective on four low-carbon transitions. Climatic Change, v. 155, n. 4, p. 581-619, ago. 2019