Projeto de Instalação de uma Usina de Hidrogênio Verde: Produção com Energia Eólica e Potencial de Exportação Através da Amônia

Abstract

Em um cenário global de crescente demanda por energias renováveis e descarbonização, o presente estudo propôs o projeto de uma usina de hidrogênio verde no Brasil, visando a exportação através da conversão do hidrogênio em amônia, utilizando energia eólica offshore como fonte primária. A metodologia empregada consistiu na elaboração de um layout otimizado por meio da aplicação da técnica Systematic Layout Planning (SLP), considerando critérios técnicos, econômicos e logísticos, em conjunto com análises de custos de capital (CAPEX) e operacionais (OPEX), e simulações computacionais no software AnyLogic para validação da viabilidade do projeto. Os resultados obtidos demonstraram a viabilidade técnica e econômica da usina, com índice de eficiência de layout de 85,71%, ocupando uma área total de 175.182 m² em instalações terrestres e 457 km² em área marítima para o parque eólico offshore, com tempo de retorno do investimento (payback) projetado entre 14 e 15 anos, mesmo considerando um investimento inicial de 20,5 bilhões de dólares. A localização estratégica da usina, próxima ao Porto de Pecém, associada à utilização de tecnologias de ponta, garante a competitividade do projeto no mercado internacional de exportação de hidrogênio verde. Este estudo contribui significativamente para o desenvolvimento de projetos de hidrogênio verde no Brasil, proporcionando um modelo metodológico replicável e sistemático para futuras pesquisas e fornecendo subsídios técnicos e econômicos para a implementação de projetos de grande escala, com impactos positivos na descarbonização da matriz energética, no desenvolvimento da economia local e no posicionamento estratégico do Brasil como um dos principais exportadores globais de energia limpa.

In a global scenario of increasing demand for renewable energy and decarboniza tion, this study proposed the design of a green hydrogen plant in Brazil, aimed at export through the conversion of hydrogen into ammonia, using offshore wind energy as the primary source. The methodology employed involved the development of an optimized layout using the Systematic Layout Planning (SLP) technique, considering technical, economic, and logistical criteria, along with capital expenditure (CAPEX) and operational expenditure (OPEX) analyses and computational simulations in AnyLogic software to validate the project’s feasibility. The results demonstrated the technical and economic feasibility of the plant, with a layout efficiency index of 85.71%, occupying a total area of 175,182 m² in onshore facilities and 457 km² in maritime area for the offshore wind farm, with a projected payback period between 14 and 15 years, even considering an initial investment of 20.5 billion dollars. The strategic location of the plant, near the Port of Pecém, combined with the use of cutting-edge technologies, ensures the project’s competitiveness in the international green hydrogen export market. This study significantly contributes to the development of green hydrogen projects in Brazil, providing a replicable and systematic methodological model for future research and offering technical and economic support for the implementation of large-scale projects, with positive impacts on energy matrix decarbonization, local economic development, and Brazil’s strategic positioning as one of the leading global exporters of clean energy.