O hidrogênio é o terceiro elemento químico mais abundante na superfície terrestre e é considerado o mais abundante no Universo. Por essa razão, ele se tornou um vetor energético fundamental para tornar as fontes de energia mais sustentáveis, pois pode ser utilizado tanto como combustível no setor de transportes, quanto como matéria-prima para produtos em outros setores, sendo uma opção viável para substituição dos combustíveis fósseis.
Ele pode ser utilizado diretamente como fonte de energia de baixo ou nulo carbono (a depender de seu processo de produção) em setores de difícil eletrificação e como vetor para armazenamento de energia, viabilizando maior entrada de renováveis variáveis como a eólica, a solar etc.
Neste artigo, vamos abordar os aspectos relacionados ao hidrogênio verde, quais são seus desafios e suas vantagens ambientais e como ele pode desempenhar um importante papel na transição energética no mundo.
O que é?
O hidrogênio é encontrado principalmente em sua forma gasosa H2, presente em hidrocarbonetos e na molécula de água. A depender do método de produção, o combustível hidrogênio pode ser classificado em diferentes categorias, então para entender o que é o hidrogênio verde, é importante conhecer os diferentes tipos de hidrogênio disponíveis e como eles são produzidos. Segue um resumo das diferentes categorias do hidrogênio:
Hidrogênio Preto e Marrom: São produzidos a partir do carvão mineral e, por esse motivo, são considerados altamente poluentes, pois durante seu processo de fabricação, emitem grandes quantidades de CO2 e outros poluentes, contribuindo significativamente para o aquecimento global.
Hidrogênio Cinza: É obtido a partir de combustíveis fósseis, como o gás natural, é um dos tipos de hidrogênio mais utilizados globalmente. Sua produção também gera grandes volumes de CO2, que são liberados diretamente na atmosfera.
Hidrogênio Azul: Também produzido a partir do gás natural, porém com a maior parte do CO2 gerado sendo capturada e armazenada no subsolo, reduzindo o impacto ambiental em comparação com o hidrogênio cinza.
Uma das formas de obtenção do hidrogênio azul é a partir de compostos como o metano, de um processo químico chamado reforma, obtendo hidrogênio por um lado e dióxido de carbono por outro. Dessa forma as emissões poluentes são minimizadas pela captura do dióxido de carbono, resultando em um menor impacto negativo sobre o meio ambiente, no entanto, esse sistema têm uma eficiência de 60 a 65%, e, portanto, uma quantidade entre 30 e 35% de dióxido de carbono ainda são emitidos durante o processo.
Hidrogênio Laranja: Produzido a partir de bioenergia, como biomassa, biocombustível, biogás ou biometano, frequentemente derivados de resíduos e materiais residuais da agroindústria. Esse processo emite bem menos CO2 do que a produção a partir dos combustíveis fósseis, mas ainda é superior à do hidrogênio verde. Já o hidrogênio verde é produzido a partir da quebra das moléculas de água, por meio de um processo químico chamado eletrólise, utilizando fontes de energia renováveis como a eólica e a solar. Uma corrente elétrica é usada para quebrar as ligações químicas existentes entre o hidrogênio e o oxigênio, causando a separação da molécula de água (H₂O). Este método é altamente eficiente, pois não emite CO₂ durante sua geração, garantindo que o hidrogênio produzido também seja livre de emissões de carbono. Hoje, os países líderes na produção de H2V são Alemanha, Japão e China.
Este processo demanda bastante energia, porque sua eficiência energética é de cerca de 80%. O que quer dizer que, para gerar 80 quilowatts/quilo, seriam necessários 100 kWh de eletricidade.
O hidrogênio pode ser utilizado em sua forma gasosa ou convertido em amônia, por exemplo, servindo como matéria-prima essencial para os setores siderúrgico, de refino de petróleo e fertilizantes. Pode também ser utilizado como combustível para navios, aviação e veículos, bem como para fabricação do aço verde e metanol verde.
Sua importância na transição energética
O hidrogênio verde abre a possibilidade de descarbonizar setores altamente poluentes como a siderurgia e a transformação, substituindo os combustíveis fósseis utilizados nessas indústrias, reduzindo significativamente suas emissões de carbono, sendo uma de suas principais vantagens.
Outra vantagem é a sua capacidade de armazenamento de energia. Muitas fontes de energia renováveis são intermitentes, ou seja, a produção de energia varia ao longo do tempo. O hidrogênio verde pode ser utilizado para armazenar o excedente de energia gerada durante períodos de alta produção e liberá-la quando a produção é baixa. Isso torna o armazenamento de energia mais econômico e eficiente.
Além disso, ele pode ser utilizado em diversas aplicações, desde transporte até geração de eletricidade, o que ajuda a diversificar a matriz energética e reduzir a dependência de fontes poluentes.
Desafios
Embora o hidrogênio verde tenha esse enorme potencial, ainda existem alguns desafios para sua expansão que precisam ser abordados para que seja possível sua utilização em larga escala.
O custo de produção do hidrogênio verde é atualmente elevado em comparação com outras formas de hidrogênio e fontes de energia tradicionais e demanda mais energia para ser produzido comparado a outros combustíveis, limitando sua competitividade no mercado e dificultando sua adoção em larga escala. Espera-se que com o avanço da tecnologia e o aumento dos investimentos em pesquisa e desenvolvimento, esses custos diminuam ao longo do tempo.
Além disso, a manipulação e o armazenamento de hidrogênio requerem precauções rigorosas para evitar fugas e explosões, o que demanda investimentos em tecnologias de segurança avançadas e sistemas de controle. O desenvolvimento de novas tecnologias e a criação de normas de segurança específicas para o hidrogênio são essenciais para mitigar os riscos associados a esse combustível.
De olho no futuro
O hidrogênio verde tem sido considerado fundamental para a transição energética pelo crescente comprometimento internacional com a agenda da mudança climática, conforme as metas traçadas para a descarbonização do planeta com o Acordo de Paris e os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU. Os signatários projetam que o hidrogênio verde substitua o petróleo e o gás natural e se torne o principal recurso energético até 2050.
No Brasil, o hidrogênio poderá ter um papel relevante na concretização da visão brasileira de transição energética e neutralidade de carbono até 2050. O país possui grande potencial de mercado interno para o hidrogênio de baixa emissão de carbono e logística robusta para exportá-lo para os principais mercados internacionais.
Quanta e o hidrogênio verde no Brasil
Com sua relevância crescente na transição energética global, o hidrogênio verde apresenta oportunidades significativas para o Brasil liderar no cenário de descarbonização e sustentabilidade. Através de soluções inovadoras, é possível alavancar o potencial do país para atender às demandas internas e se destacar como exportador estratégico desse recurso.
Quer saber mais sobre como o hidrogênio verde pode transformar o futuro energético? Continue acompanhando nossos conteúdos aqui no blog e em nossas redes sociais: Instagram, LinkedIn e YouTube.
Sobre as autoras:
Maria Beatriz (Coordenadora Operacional Técnico)
Camila Sousa (Analista de Usinas)
