O hidrogênio, elemento mais abundante do Universo, é considerado um combustível limpo, emitindo apenas vapor d’água quando utilizado em células a combustível ou turbinas. O hidrogênio verde, produzido por eletrólise da água com eletricidade de fontes renováveis, é fundamental para a descarbonização de setores industriais, como siderurgia e transporte pesado. Contudo, a variabilidade das fontes de energia renovável apresenta desafios significativos para a produção de hidrogênio verde.

Um novo modelo, denominado X DRO, foi desenvolvido para otimizar a produção de hidrogênio verde, abordando as incertezas nas fontes de energia renovável. O estudo, liderado por Luis Oroya, do Departamento de Sistemas e Energia da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da Universidade Estadual de Campinas (FEEC-Unicamp), foi publicado na revista International Journal of Hydrogen Energy. O modelo visa minimizar os custos totais e garantir a robustez do desempenho em cenários adversos.

O X DRO, que significa Extreme Distributionally Robust Optimization, foi projetado para lidar com incertezas extremas, como variações climáticas e disponibilidade de insumos. Diferente dos métodos convencionais, que consideram apenas cenários médios ou extremos isolados, o X DRO analisa distribuições de probabilidade ambíguas, buscando soluções robustas mesmo nas piores condições possíveis. Isso é essencial para garantir a continuidade operacional de sistemas complexos que integram múltiplas fontes de energia.

A metodologia do modelo é dividida em duas etapas: a primeira envolve decisões de planejamento, como dimensionamento de unidades fotovoltaicas e eólicas, enquanto a segunda foca nas operações, incluindo a troca de energia com a rede elétrica e a produção de hidrogênio. Essa abordagem é crucial para o dimensionamento realista de plantas energéticas híbridas, especialmente ao combinar diversas fontes renováveis.

Os testes realizados mostraram que o modelo X DRO consegue encontrar soluções mais econômicas e confiáveis do que os métodos tradicionais, além de se adaptar rapidamente a flutuações nas condições operacionais. A pesquisa também destaca a importância de um tratamento unificado das redes de energia, permitindo a redistribuição flexível de fluxos energéticos conforme as necessidades.

Além de seu uso como combustível veicular e industrial, o hidrogênio verde pode servir como fonte de energia elétrica para comunidades isoladas, como as da Amazônia. A implementação do modelo X DRO em projetos de produção de hidrogênio verde pode transformar a realidade energética dessas comunidades. A união da sociedade civil pode ser fundamental para apoiar iniciativas que promovam o uso sustentável do hidrogênio, beneficiando aqueles que mais precisam.