Frio do gás liquefeito pode ser reciclado e virar eletricidade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/08/2026

O gás natural liquefeito chega aos terminais a temperaturas extremamente baixas, carregando uma grande reserva de energia fria que geralmente é liberada na água do mar ou no ar durante a regaseificação.
[Imagem: SIT]

Reciclar o frio

A reciclagem do calor já concentra muitos esforços e aplicações, visando aproveitar o calor desperdiçado principalmente por máquinas, motores e chaminés para gerar eletricidade ou aquecimento sob demanda.

A novidade é que - sem preciosismos da física - dá para reciclar o frio também, conforme acabam de demonstrar Shing-hon Wong e colegas da Universidade Agrícola de Shenyang, na China, que voltaram sua atenção especificamente para o caso do gás natural.

O gás natural liquefeito (GNL) chega aos terminais a temperaturas extremamente baixas, carregando uma grande reserva de energia fria que geralmente é liberada na água do mar ou no ar circundante durante a regaseificação. O que a equipe demonstrou é que ciclos de energia cuidadosamente projetados permitem converter esse recurso negligenciado em eletricidade útil.

O GNL é armazenado e transportado a temperaturas por volta de -162 ºC. Embora a liquefação exija uma quantidade substancial de energia, aproximadamente 830 quilojoules de energia fria podem permanecer armazenados em cada quilograma de GNL. Quando o combustível é aquecido e reconvertido ao estado gasoso, essa energia é tipicamente liberada com pouca ou nenhuma recuperação.

Depois de avaliar sistematicamente fluidos de trabalho e configurações de ciclo para a recuperação da energia fria do gás natural liquefeito, a equipe identificou um ciclo Rankine de dois estágios com reaquecimento como a melhor escolha.

"Os terminais de regaseificação de GNL lidam com uma enorme diferença de temperatura, mas grande parte desse potencial termodinâmico está atualmente perdido," disse Wong. "Nosso estudo mostra que selecionar os fluidos de trabalho corretos é importante, mas escolher a arquitetura de ciclo adequada pode proporcionar uma melhoria ainda maior na geração de energia."

Aprimoramento e otimização da recuperação de energia fria do GNL por meio de sistemas de potência com fluido de trabalho binário.
[Imagem: Shing-hon Wong et al. - 10.48130/een-0026-0007]

Aproveitando o frio do GNL

Para identificar as melhores estratégias de recuperação, os pesquisadores desenvolveram sistemas de energia de dois estágios operando entre as temperaturas criogênicas do GNL e as condições ambientais. Foram examinadas 30 combinações de fluidos de trabalho individuais e 49 combinações envolvendo misturas binárias. Também foram comparadas quatro configurações avançadas incorporando reaquecimento, regeneração e integração do ciclo Kalina, um ciclo termodinâmico projetado para converter energia térmica em força mecânica ou eletricidade usando uma mistura de água e amônia como fluido de trabalho.

Entre os fluidos individuais, o hexafluoroetano, conhecido como R116, apresentou o melhor desempenho no ciclo superior, enquanto o etano, ou R170, foi o mais eficiente no ciclo inferior. Juntos, eles geraram 7,5 megawatts de potência líquida com uma eficiência térmica de 24,1%.

As misturas binárias proporcionaram uma produção ligeiramente superior e um desempenho mais consistente em diferentes combinações de fluidos. O melhor sistema de dois estágios combinou R116 no ciclo superior com uma mistura otimizada de R1150 e R23 no ciclo inferior, gerando 7,7 megawatts, cerca de 2,6% a mais do que o melhor sistema de fluido único.

O maior ganho, no entanto, veio do reaquecimento, com o R116 operando no ciclo superior e uma mistura de R1150 e R170 operando no ciclo inferior. O fluido de trabalho se expande em dois estágios da turbina, com aquecimento adicional entre eles. Essa configuração permitiu uma pressão de operação mais alta, aumentou a temperatura média de adição de calor e preservou calor suficiente para o ciclo inferior.

Este, que foi o projeto mais eficaz, produziu uma potência líquida de 9,2 megawatts com uma capacidade de processamento de 216 toneladas de GNL por hora.

"Os resultados destacam a importância de otimizar o sistema como um todo, em vez de aprimorar um componente isoladamente," disse Wong. "Para terminais de GNL práticos, o reaquecimento parece oferecer o caminho mais claro para uma maior recuperação de energia fria e geração adicional de eletricidade com baixa emissão de carbono."

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