Clean Hydrogen JU: Turbinas a Gas de Combustivel Flexivel para Combustao de Amoniaco

O amoniaco como vetor energético para a descarbonização da produção de eletricidade

O amoniaco (NH3) tem emergido como alternativa promissora ao hidrogenio para armazenamento e transporte de energia a longa distancia. A sua densidade energética volumetrica e superior a do hidrogenio liquido, pode ser liqueficado a -33 graus Celsius (muito menos exigente que -253 para o LH2) e dispoe de infraestrutura de produção e logistica ja estabelecida a escala global. E, acima de tudo, nao contem carbono, o que o torna um candidato natural para substituir o gas natural na geracao de eletricidade.

Contudo, a combustao direta de amoniaco em turbinas a gas apresenta desafios técnicos severos. Os limites de inflamabilidade estreitos tornam a chama instavel. O azoto presente no combustivel origina emissoes inaceitaveis de oxidos de azoto (NOx) e oxido nitroso (N2O), ambos poluentes e gases de efeito de estufa potentes. A toxicidade do amoniaco nao queimado (NH3 slip) e dos cianetos de hidrogenio (HCN) acrescenta restricoes adicionais de seguranca e ambiente.

Foi para superar estas barreiras que a Clean Hydrogen JU financiou, atraves do topico HORIZON-JU-CLEANH2-2026-04-03, o desenvolvimento de tecnologia de combustao de nova geracao que permita operação limpa e eficiente com amoniaco ou misturas amoniaco-hidrogenio em condições de turbina a gas (alta temperatura e pressao). Com 6 propostas recebidas, este foi um dos topicos mais disputados da chamada.

Os KPIs técnicos que o projeto deveria atingir

O topico definia indicadores de desempenho (KPIs) quantitativos precisos, tornando-o num dos mais exigentes da chamada em termos de metas técnicas verificaveis:

A exigencia de operação dual-fuel significa que o sistema deve funcionar tanto com 100% amoniaco como com 100% de combustiveis de suporte (gas natural, hidrogenio), cobrindo todos os regimes intermédios. Isto implica sistemas de injecao e controlo de chama adaptativos, com estabilizacao dinamica para evitar flashback, extinicao e instabilidades termoacústicas.

O que o projeto deveria cobrir tecnicamente

O ambito de investigação era amplo e multidisciplinar, cobrindo desde a fisica fundamental da combustao ate a demonstracao em hardware de escala real:

• Cinetica quimica: Validacao de modelos de oxidacao do amoniaco contra medicoes de propriedades de chama a pressao mínima de 10 bar.
• Estabilizacao de chama: Controlo estatico e dinamico para prevenir flashback, extinicao e instabilidades termoacústicas em condições de turbina.
• Esquemas de injecao inovadores: Novas geometrias de queimador e estrategias de staging para minimizar emissoes de compostos azotados.
• Demonstrador de escala real (TRL 5): Validacao em hardware de camara de combustao de dimensao real, com a ambicao de desenvolver um demonstrador completo de turbina a gas ate 2035.
• Modelacao avancada de combustao: Simulacao numerica de alta fidelidade (CFD) para suporte ao design e otimizacao.
• Avaliação de seguranca e risco: Análise de seguranca, ambiente e viabilidade economica do amoniaco em geracao de eletricidade.

Quem podia candidatar-se

O instrumento seguia os requisitos padrao do Horizonte Europa, aberto a entidades de todos os Estados-Membros da UE e Paises Associados. A natureza técnica do topico dirigia-o naturalmente para consorcios que reunissem competencias em:

• Fabricantes de turbinas a gas (OEM) e fornecedores de sistemas de combustao
• Institutos de investigação em combustao, termodinamica e engenharia quimica
• Empresas do setor energético com instalações de geracao a gas
• Especialistas em modelacao computacional de processos de combustao (CFD)

O modelo de financiamento era lump sum, com uma contribuicao máxima de 5.000.000 EUR, o valor mais elevado dos topicos de investigação desta chamada. O trabalho subcontratado estava restrito a paises elegiveis da UE e Associados.

O que recomendamos

Com 6 propostas recebidas, este topico foi o mais concorrido do cluster de topicos de combustao da chamada HORIZON-JU-CLEANH2-2026. O número, ainda assim modesto em comparacao com topicos de outros programas Horizonte Europa, reflete a especificidade técnica elevada e o reduzido número de atores europeus com capacidade de liderar um consorcio neste dominio.

Para organizações portuguesas, o perfil mais provavel de participacao seria como parceiro científico num consorcio liderado por um OEM europeu de turbinas (Siemens Energy, MHI Power, GE Vernova). Institutos como o INEGI, o IST ou empresas de engenharia com laboratorios de combustao teriam perfil para contribuir em modelacao, medicao ou validacao experimental. O topico sera provavelmente reemitido em 2028-2030 com foco na progressao de TRL 5 para TRL 7-8, quando os resultados desta primeira ronda estiverem disponiveis.