Na 78ª Assembleia Geral da ONU, o governo brasileiro reafirmou seu compromisso com a produção de energia limpa. O país destacou a capacidade de gerar Hidrogênio Verde como parte de sua estratégia de desenvolvimento sustentável.
O hidrogênio é um gás leve que pode ser queimado como combustível sem gerar gases do efeito estufa, como o gás carbônico. Trata-se de um vetor energético importante, que integra múltiplos setores produtivos, incluindo indústria e transporte.
Atualmente, esses setores ainda dependem fortemente de fontes locais como carvão mineral, gás natural e hidrelétricas. No entanto, essas fontes são responsáveis pela emissão de gases que contribuem para o aquecimento global.
Nesse contexto, o Hidrogênio Verde surge como uma alternativa promissora de combustível mais limpo. Ele se tornou prioridade na agenda energética de vários países, especialmente para reduzir emissões em setores de difícil abatimento.
A emissão de CO2 por megawatt-hora (MWh) varia significativamente entre as diferentes fontes de energia. O carvão é a fonte mais poluente, seguido pelo gás natural. Mesmo com a captura e armazenamento de carbono, as emissões do carvão permanecem altas. Já a energia hidrelétrica, solar fotovoltaica (silício e cádmio), eólica (costa e fora da costa) e nuclear apresentam emissões muito menores. Essa disparidade destaca a necessidade urgente de transição para fontes de energia mais limpas. Essa mudança é fundamental para reduzir o impacto das mudanças climáticas e construir um futuro mais sustentável.
Quais são os tipos de hidrogênio?
Hidrogênio Cinza:
- Processo de produção: decomposição de gás natural em H2 e CO2.
- Emissões de CO2: 10 kg de CO2/kg de H2 produzido.
Hidrogênio Azul:
- Processo de produção: decomposição de gás natural em H2 e CO2 com sequestro ou armazenamento de CO2.
- Emissões de CO2: ~1 a 3 (mais o CO2 armazenado).
Hidrogênio Musgo:
- Processo de produção: oxidação catalítica, gaseificação ou digestão anaeróbica com CCUS (captura, utilização e armazenamento de carbono).
- Emissões de CO2: n.d
Hidrogênio Verde:
- Processo de produção: decomposição de água em H2 e O2 em um eletrolisador movido a energia renovável.
- Emissões de CO2: 0*
*Se a matriz energética for renovável e limpa
O hidrogênio verde se destaca por sua produção com baixíssimas emissões de gases do efeito estufa. Isso ocorre porque ele é gerado por meio da eletrólise, um processo que utiliza eletricidade proveniente de fontes renováveis para separar a água em hidrogênio e oxigênio. O oxigênio, nesse caso, é um subproduto do processo.
No entanto, para ser considerado verde, o hidrogênio precisa ser produzido com eletricidade proveniente de fontes renováveis.
Aplicações do hidrogênio verde
O hidrogênio verde possui aplicações diversificadas, com impactos positivos para a economia e o meio ambiente:
1. Energia limpa: células de combustível convertem o hidrogênio verde em energia elétrica, proporcionando uma fonte limpa e eficiente.
2. Indústrias sustentáveis: indústrias sustentáveis: o hidrogênio verde impulsiona a sustentabilidade em diversos setores, como:
- Química, petroquímica, siderurgia, agricultura, etc. - otimizando processos e reduzindo emissões.
- Produção de fertilizantes (amônia): produção mais sustentável de amônia, fundamental para a agricultura.
- Refinaria de petróleo: refino mais limpo, com redução de gases nocivos.
- Produção de aço: produção com significativas reduções de CO2.
- Redução de minério de ferro: processo mais sustentável para a produção de aço.
- Produção de biocombustíveis: produção de alternativas sustentáveis aos combustíveis fósseis.
3. Consumo consciente: o hidrogênio verde contribui para a descarbonização de residências, hospitais e comércios, impulsionando um consumo mais sustentável no dia a dia.
4. Mobilidade sustentável: o hidrogênio verde impulsiona uma mobilidade mais limpa e sustentável, servindo como combustível para aviões, navios e automóveis.
A indústria siderúrgica, que emite cerca de 3,6 bilhões de toneladas de CO2 por ano, enxerga no hidrogênio verde a oportunidade de reduzir significativamente suas emissões, impulsionando uma produção mais sustentável e responsável.
Em 2021, a produção de eletricidade a partir de fontes de baixo carbono apresentou variações significativas globalmente. Países da Europa, América do Norte e América do Sul lideraram a produção de energia limpa, enquanto a Ásia e a África registraram uma porcentagem menor. Essa disparidade evidencia a necessidade urgente de ampliar a produção de eletricidade de baixo carbono em escala global para reduzir as emissões de gases do efeito estufa e combater as mudanças climáticas.
Perspectivas para o hidrogênio verde no Brasil
Com mais de 80% de sua matriz energética proveniente de fontes renováveis, o Brasil possui um potencial significativo para se destacar como produtor de energia verde, tornando-se um líder na adoção do H2V e na descarbonização de sua economia.
Aumentar a competitividade e a presença do hidrogênio na matriz energética brasileira é crucial para o desenvolvimento sustentável e a busca por emissões neutras de carbono, em linha com os objetivos do Acordo de Paris.
O Programa Nacional do Hidrogênio (PNH2), liderado pelo Ministério de Minas e Energia, visa impulsionar a cadeia produtiva do hidrogênio no Brasil, com foco em seis pilares: produção, armazenamento, transporte, distribuição, uso final e inovação.
Além de impulsionar a pesquisa, o PNH2 incentiva o uso do hidrogênio em setores estratégicos, como transporte, indústria e geração de energia elétrica, impulsionando a economia e a sustentabilidade do país.
Em 2021, a intensidade de carbono da eletricidade produzida variou significativamente entre os países. Países da África, Ásia e América do Norte apresentaram as maiores intensidades de carbono, enquanto a Europa e a América do Sul registraram as menores. Essa disparidade demonstra a necessidade urgente de reduzir a intensidade de carbono da eletricidade em todo o mundo para mitigar as emissões de gases de efeito estufa e combater as mudanças climáticas.
Do que depende a expansão do hidrogênio verde?
A implementação da produção de hidrogênio verde enfrenta desafios consideráveis, principalmente relacionados aos custos, que ainda são elevados para uma adoção em larga escala.
A tecnologia relacionada ao hidrogênio verde é relativamente nova, o que exige significativos investimentos em pesquisa e desenvolvimento, bem como em recursos humanos capacitados, impactando o preço final do produto.
De acordo com dados da Rethink Energy, a maior parcela dos gastos associados à produção de hidrogênio verde está relacionada aos investimentos necessários para a construção da infraestrutura requerida por essa tecnologia. Os custos dos eletrolisadores, equipamentos essenciais para a produção do gás, representam um peso significativo nesse cenário.
Um relatório de março de 2023 do Departamento de Energia dos Estados Unidos estimou um custo aproximado de US$1,50 a US$2 por quilo de H2 até 2030. Esse valor ainda é considerado alto, especialmente quando comparado com o carvão mineral, uma das principais fontes de eletricidade global, que custa apenas alguns centavos por quilo.
Uma jornada com desafios a serem superados
Como vimos, a implementação do H2V exige investimentos robustos em pesquisa, desenvolvimento de tecnologias e infraestrutura, além de políticas públicas eficazes que possibilitem a redução de custos e a ampliação da produção em larga escala. No entanto, seus benefícios como a redução das emissões de gases de efeito estufa e a diversificação da matriz energética, justificam os esforços para superar os desafios e construir um futuro mais limpo e sustentável.
Leia também: Hidrogênio verde: desafios fiscais e comerciais para a competitividade global
* Conteúdo atualizado em 18 de julho de 2024