China atinge marco na engenharia com turbina de hidrogénio recorde que abastece 5.500 casas.

Uma turbina a hidrogénio sem paralelo na rede

A Jupiter I não é uma turbina eólica: é uma turbina a gás de grande porte, desenhada de raiz para queimar 100% hidrogénio. Potência nominal: 30 MW, um valor que, até ao momento, é dos mais altos reportados para operação real com hidrogénio puro.

Em carga total, pode consumir até 30.000 m³ de H₂ por hora (ordem de grandeza de ~2,7 toneladas/h, dependendo das condições). É um caudal enorme - mais importante do que a comparação “piscinas” é o que isso implica: logística, armazenamento e segurança têm de estar ao nível de uma instalação industrial pesada.

A Jupiter I consegue gerar, por hora, eletricidade suficiente para abastecer cerca de 5.500 agregados familiares médios, sem queimar uma única molécula de combustível fóssil.

A unidade opera na Mongólia Interior, um contexto típico de redes com muita produção eólica e solar: em certas horas há excedente; noutras, falta potência firme. É precisamente aí que este tipo de equipamento tenta ganhar valor.

Porque as redes precisam de mais do que painéis solares e parques eólicos

Solar e eólica reduzem emissões, mas criam um desafio de operação: variabilidade. Quando há produção a mais, a rede nem sempre consegue absorver tudo e parte é cortada (“curtailment”). Quando há produção a menos, é preciso compensar rapidamente para manter frequência e evitar cortes.

Baterias ajudam (sobretudo em minutos a poucas horas), mas escalar para vários dias continua caro e dependente de materiais e cadeias de fornecimento. Por isso, muitas redes procuram um “segundo nível” de armazenamento e flexibilidade.

O hidrogénio entra como armazenamento químico: usa-se eletricidade excedentária para fazer eletrólise (água → H₂ + O₂), guarda-se o H₂ em depósitos ou, onde existir geologia adequada, cavernas subterrâneas, e depois usa-se quando a rede precisa.

Regras práticas que importam aqui:

• Eficiência global (eletricidade → H₂ → eletricidade) costuma ser baixa, muitas vezes ~25–40%, pelo que faz mais sentido para energia que, de outra forma, seria desperdiçada ou para cobrir “buracos” raros mas críticos.
• Água: produzir 1 kg de H₂ por eletrólise consome cerca de 9 litros de água (antes de perdas e tratamento). Em caudais industriais, isto deixa de ser detalhe de rodapé.

Do hidrogénio armazenado de volta a eletricidade instantânea

Converter H₂ em eletricidade “à chamada” é o ponto difícil. Células de combustível podem ser eficientes e sem combustão, mas em muitas aplicações de rede são menos competitivas em custo/potência e podem ser menos adequadas a grandes rampas rápidas.

As redes elétricas exigem resposta rápida: picos ao fim da tarde, ondas de calor, arranques industriais. Turbinas (como as de gás) são valorizadas porque conseguem arrancar e variar carga com rapidez, prestando serviços de flexibilidade.

É nesse espaço que turbinas a hidrogénio como a Jupiter I procuram encaixar: tentar oferecer a flexibilidade das turbinas a gás, mas com um combustível que, se for verde, pode reduzir drasticamente emissões ao longo do ciclo de vida.

Em vez de queimar metano ou carvão, a Jupiter I queima hidrogénio puro e liberta principalmente vapor de água no escape.

Nota importante: “principalmente vapor de água” não significa “zero emissões”. A combustão de hidrogénio pode gerar NOₓ (óxidos de azoto) por temperaturas elevadas, exigindo desenho de queimadores e, em muitos casos, controlo adicional.

No interior da Jupiter I: queimar hidrogénio à escala industrial

O princípio é o de uma turbina a gás: mistura-se combustível com ar, queima-se numa câmara de combustão e os gases em expansão fazem girar a turbina ligada a um gerador.

O problema é que trocar gás natural por hidrogénio não é “plug-and-play”. O H₂:

• queima mais depressa e com comportamentos de chama diferentes;
• difunde-se e escapa com mais facilidade (molécula pequena);
• pode agravar fenómenos como flashback (retorno de chama);
• pode causar fragilização por hidrogénio em certos materiais, acelerando fadiga e falhas se o projeto não for adequado.

Desafios de engenharia por detrás da “super turbina”

Segundo descrições técnicas, o projeto teve de mexer em peças-chave para manter estabilidade, durabilidade e controlo:

• Câmara de combustão e queimadores redesenhados para reduzir risco de instabilidade e flashback.
• Ajustes de mistura/ar e aerodinâmica interna para compensar a diferença de densidade e velocidade de chama.
• Reforço de arrefecimento e gestão térmica em componentes quentes.
• Controlo e instrumentação mais finos (pressão/temperatura/dinâmica de chama), porque margens de operação podem ser mais apertadas.

O objetivo é operar “a sério”, com cargas variáveis, arranques e paragens, e não apenas em ensaio. Em configuração de ciclo combinado (recuperação de calor para turbina a vapor), alguns relatos apontam para potência total superior à nominal simples - mas esse valor depende do desenho e das condições e não é diretamente comparável a “30 MW” sem contexto.

Impacto climático que se reflete no balanço

Os promotores afirmam que, para produção equivalente, a Jupiter I evita mais de 200.000 toneladas de CO₂ por ano face a uma central fóssil. Esse tipo de número depende de pressupostos (fator de utilização, que central está a substituir e, sobretudo, origem do hidrogénio).

Para além da sua produção direta, a turbina permite que os parques eólicos e solares próximos operem mais vezes, em vez de serem desligados quando a rede não consegue absorver a sua energia.

Este efeito “sistémico” pode ser o mais relevante: se a eletricidade excedentária virar hidrogénio e esse hidrogénio mais tarde virar potência firme, há menos desperdício de renováveis - mas com o custo de perdas de eficiência ao longo do caminho.

Aspeto	Turbina a gás convencional	Turbina a hidrogénio Jupiter I
Combustível principal	Gás natural (metano)	Hidrogénio puro
Emissões diretas de CO₂	Elevadas	Quase zero (com hidrogénio verde)
Função típica	Ponta / base com gás fóssil	Equilíbrio da rede com hidrogénio renovável armazenado
Desafio técnico	Tecnologia madura e bem conhecida	Estabilidade da chama, materiais, segurança

Repensar como é a energia limpa “despachável”

Historicamente, energia “despachável” veio de carvão, gás e nuclear. A ideia aqui é outra: continuar a ter potência controlável, mas com combustível produzido a partir de eletricidade (eólica/solar e, nalguns cenários, nuclear).

Isto não torna o hidrogénio uma solução universal. Limites práticos:

• Perdas e custo: como a eficiência de ida-e-volta é baixa, usar H₂ para eletricidade diária pode ser caro; faz mais sentido para cobertura de falhas longas/raras.
• Infraestrutura: armazenamento, compressão, transporte e equipamentos compatíveis com H₂ aumentam CAPEX e OPEX.
• Segurança: o hidrogénio tem ampla faixa de inflamabilidade e baixa energia de ignição; requer deteção de fugas, ventilação e zonas ATEX bem projetadas.
• Emissões não-CO₂: mesmo com H₂ “verde”, combustão pode exigir mitigação de NOₓ.

Verde, azul, cinzento: o código de cores por detrás do combustível

Para não confundir tecnologia com impacto real, a “cor” do hidrogénio é decisiva:

• Hidrogénio cinzento: de combustíveis fósseis sem captura de CO₂; emissões elevadas.
• Hidrogénio azul: fóssil com captura e armazenamento de carbono; impacto depende da taxa real de captura e fugas.
• Hidrogénio verde: eletrólise com eletricidade renovável (por vezes nuclear); emissões baixas no ciclo de vida.

Uma turbina como a Jupiter I só maximiza benefícios climáticos com hidrogénio verde (ou, em alguns casos, azul com captura efetiva e controlo de fugas). Caso contrário, o CO₂ apenas “muda de lugar” na cadeia.

O que isto significa para os sistemas elétricos do futuro

Para países como Portugal - com elevada integração de renováveis e necessidade crescente de flexibilidade - este tipo de tecnologia entra como opção entre baterias e centrais a gás de ponta: resposta rápida, mas com combustível potencialmente descarbonizado.

Um cenário plausível para a década de 2030 combina:

• baterias para estabilização e deslocamento curto (horas),
• hidrogénio para lacunas mais longas (dias) e como “seguro” para períodos de baixa produção renovável,
• uso relativamente raro das turbinas a H₂, mas crítico quando necessário.

Há também riscos: o H₂ pode escapar facilmente e as fugas são um tema tanto de segurança como ambiental; além disso, novos polos industriais exigem licenciamento rigoroso, inspeção e planos de emergência.

Ainda assim, a combinação de armazenamento de hidrogénio em escala com turbinas de arranque e rampa rápidos é uma via concreta para dar estabilidade a redes dominadas por renováveis. A Jupiter I mostra que isto já saiu do papel: é hardware em operação - com promessas, mas também com custos, perdas e exigências técnicas que não podem ser ignoradas.