Hidrogênio verde pode ser a solução?

Série Hidrogênio verde, Episódio 3:

O hidrogênio verde pode ajudar a reduzir as emissões da indústria e do transporte. O desenvolvimento desse combustível de baixa emissão, um dos temas discutidos na COP28 em Dubai, no entanto, apresenta desafios e dificuldades que devem ser enfrentados. É o que afirma Alessandra Motz, pesquisadora da Universidade da Suíça Italiana.

O papel do hidrogênio na transição energética, especialmente em setores que não podem depender apenas da eletricidade, foi muito debatido nos últimos anos. O hidrogênio pode, por exemplo, fornecer calor para a produção de vidro ou abastecer aviões e navios.

Existem diferentes maneiras de produzir hidrogênio, com impactos variados em termos de emissões de gases de efeito estufa. O hidrogênio é definido como “verde” quando sua produção utiliza eletricidade renovável. Esta é uma perspectiva promissora, já que a eletricidade gerada por usinas solares e eólicas tornou-se muito mais barata em comparação ao passadoLink externo.

A contribuição mais imediata é substituir o hidrogênio “cinza”, ou seja, derivado de fontes fósseis, utilizado hoje como ingrediente em alguns processos industriais e na refinação. Na Suíça, o consumo de hidrogênio é limitado: um estudo de 2018Link externo estima que é de aproximadamente 13 mil toneladas por ano. Porém globalmente a demanda atingiu 94 milhões de toneladas em 2021, das quais menos de 1% é de baixas emissões.

Por que o hidrogênio é importante para a transição energética?

O hidrogênio é um combustível com zero emissões de carbono e pode ser usado como uma “bateria” para armazenar energia renovável. Difícil é extraí-lo do subsolo de forma lucrativa ou produzi-lo a partir de fontes renováveis, em grandes quantidades e a custos aceitáveis.

O hidrogênio também é um dos principais temas da conferência internacional sobre mudanças climáticas em DubaiLink externo (COP28). Esta série de artigos aborda o potencial e os limites do hidrogênio e o papel da ciência e da indústria na busca pelo combustível verde do futuro.

As tecnologias que permitem o uso do hidrogênio são novas e estão em rápida evolução. Isso cria incertezas sobre a real viabilidade de usar o hidrogênio de maneira eficiente. O uso direto da eletricidade pode, de fato, ser mais vantajoso do que o uso do hidrogênio verde em alguns segmentos de consumo.

No caso do transporte pesado terrestre, por exemplo, algumas experiências sugerem que os custos de trens e até de caminhões movidos a hidrogênio podem ser mais altos do que o previsto. Além disso, os carros com células de combustível servem a uma pequena parcela do mercado, dada a rápida ascensão dos carros elétricos. No transporte aéreo e marítimo, no entanto, o hidrogênio parece mais promissor, tanto em sua forma pura quanto como componente de combustíveis sintéticos, que já podem ser misturados aos combustíveis convencionais.

O principal desafio, porém, é produzir hidrogênio verde sem retirar eletricidade renovável de outros usos mais benéficos do ponto de vista ambiental e econômico. O crescimento das fontes renováveis na Suíça, na Europa e no mundo ainda não é suficiente para garantir um fornecimento de eletricidade com zero emissões; portanto, é crucial criar condições favoráveis para a pesquisa e investimentos em hidrogênio, sem desviar do caminho da transição para o uso direto de eletricidade limpa, que permanece como prioridade.

“A principal desafio é produzir hidrogênio verde sem subtrair eletricidade renovável de outros usos mais vantajosos do ponto de vista ambiental e econômico.”

A utilização do hidrogênio deve ser avaliada com atenção, pois o gás não é uma fonte de energia, mas sim um vetor energético: por exemplo, a eletricidade excedente de usinas solares poderia ser usada para produzir hidrogênio “verde”, que pode ser armazenado para períodos em que essas instalações não atendem à demanda. Essencialmente, o hidrogênio poderia ser usado como uma bateria para armazenar eletricidade nos meses de verão e liberá-la novamente no inverno, o que seria particularmente útil para a Suíça.

Contudo, este processo tem um custo elevado, relacionado tanto às perdas de energia inerentes às duas transformações (a eficiência do processo é estimada em 25%-30%) quanto aos custos de armazenamento e possível transporte do hidrogênio. Não podemos esquecer que seria necessário gerar um grande excedente de eletricidade renovável nos meses quentes do verão.

Olhando para a produção, seria importante adotar também na Suíça uma definição clara de hidrogênio verde, possivelmente alinhada com a da União EuropeiaLink externo. Isso facilitara o comércio transfronteiriço e protege os consumidores suíços em relação à sustentabilidade do hidrogênio importado.

No que diz respeito ao desenvolvimento da nova infraestrutura, será necessário entender qual será a demanda de hidrogênio “verde” na Suíça e no exterior para criar uma cadeia de fornecimento competitiva e eficiente. Após uma fase inicial de desenvolvimento de “clusters” localizados, alguns gasodutos, como o Transitgas na Suíça, poderiam ser reconvertidos para o transporte de hidrogênio a um custo razoável, juntamente com alguns locais de armazenamento de gás natural e terminais de regaseificação. No entanto, será importante evitar investimentos excessivos ou incoerentes com o cenário energético e de descarbonização suíço e global.

A possibilidade de produzir hidrogênio verde a custos contidos e exportá-lo para mercados lucrativos representa uma oportunidade para muitos países atualmente focados na extração de combustíveis fósseis e poderia acelerar o caminho da diversificação e transição. Para alguns países da Europa Oriental e do Norte da África, por exemplo, uma parceria com a Suíça e a União Europeia seria vantajosa, dada a proximidade geográfica e a presença de infraestruturas para o gás natural que poderiam ser reconvertidas. O hidrogênio “verde” é também uma ferramenta para envolver a indústria do gás na transição energética, que poderia se beneficiar de um uso mais prolongado das infraestruturas existentes e contribuir com seu know-how.

Portanto, mesmo com as devidas precauções, o hidrogênio “verde” pode ser um fator importante na balança dos prós e contras da transição, especialmente para os setores e países mais expostos na economia dos combustíveis fósseis. O caminho ainda não está bem definido e exige certo equilíbrio, mas merece ser explorado.

Adaptação: Alexander Thoele

Série Hidrogênio verde

• Episódio 1: 1. Como o hidrogênio pode transformar a indústria e os transportes na Suíça
• Episódio 2: 2. Destinus entra na corrida do voo hipersônico à hidrogênio
• Episódio 3: 3. Hidrogênio verde pode ser a solução?
• Episódio 4: 4. Uma “árvore artificial” da Suíça para produzir hidrogênio verde
• Episódio 5: 5. Busca por “petróleo” limpo também passa pela Suíça