O que é Hidrogênio Verde?

16 de setembro de 2022
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O que é Hidrogênio verde

Há mais de 125 anos, Júlio Verne nos falou sobre o hidrogênio verde. Ele mencionou isso em seu romance A Ilha Misteriosa… “E o que eles vão queimar em vez de carvão?… Água!… Água decomposta em seus elementos primitivos pela eletricidade… um dia será empregada como combustível.”
Mas ainda não conseguimos concretizar o que o autor relatou, sobre essa forma de energia renovável e a produção de hidrogênio verde. Hoje os combustíveis fósseis ainda fazem parte do nosso cotidiano e do desenvolvimento industrial. Alcançar um futuro sustentável depende de fazermos uma transição energética, comprometendo-nos sem reservas com energias renováveis ​​e combustíveis como o hidrogênio verde.

O que é hidrogênio verde e como ele é obtido?

Governos e instituições em todo o mundo estão se comprometendo a alcançar o status de emissão neutra nas próximas décadas. A Comissão Européia, por exemplo, está propondo uma Europa com neutralidade climática até 2050. Nesse contexto, o hidrogênio verde parece ser o grande aliado para poder cumprir essa meta. A União Europeia considera o hidrogénio um combustível fundamental e o desenvolvimento da tecnologia para alargar a sua utilização é uma prioridade para a Comissão. Como tal, tornou-se uma das características dos seus pacotes de financiamento NextGenEU.
“A Europa considera o hidrogénio um combustível fundamental e desenvolver a tecnologia para expandir a sua utilização é uma prioridade para a Comissão”
O hidrogênio é o elemento mais encontrado na natureza. É leve, armazenável, denso em energia e, por si só, não gera emissões poluentes diretas ou gases de efeito estufa. Mas nem todo hidrogênio é sustentável. O que interessa a nós e ao planeta tem que ser verde.
Tão simples? Você deve estar pensando: “Se o hidrogênio é tão maravilhoso, por que tudo já não o usa?” Porque ainda é preciso investir mais em pesquisa e desenvolvimento e introduzir políticas governamentais para promover o hidrogênio, a fim de superar as barreiras ao seu uso. Além disso, nem todo hidrogênio pode nos ajudar a alcançar a neutralidade de carbono.

eletrólise

Tipos de Hidrogênio

Atualmente, temos várias tecnologias diferentes que nos permitem obter hidrogênio. Mas nem todos são sustentáveis. Um código de cores foi estabelecido para diferenciar os quatro tipos, com base no impacto e nas emissões que cada um gera:

  • Hidrogênio cinza: produzido com combustíveis fósseis e emite muito CO2.
  • Hidrogênio azul: produzido com combustíveis fósseis por meio de tecnologias de captura e armazenamento de carbono (menos poluente que o cinza). Cerca de três quartos do hidrogênio produzido hoje vem do gás natural. O hidrogênio azul pode ser uma solução inicial, enquanto a capacidade de produção de hidrogênio verde e o armazenamento para indústrias como a siderúrgica entram em operação. Mas o hidrogênio azul não elimina as emissões de carbono, apenas as reduz.
  • Hidrogênio turquesa: produzido por pirólise a partir do gás natural, mas ainda um combustível fóssil e, como tal, não isento de emissões.
  • Hidrogênio verde: combustível limpo que permite o armazenamento e uso de energia de fontes renováveis. Já é considerado o substituto dos combustíveis fósseis em indústrias de difícil descarbonização e setores de transporte pesado, como transporte marítimo e aviação. Governos e setores econômicos reconheceram que o hidrogênio verde será um pilar essencial para uma transição energética totalmente sustentável. A opção mais conhecida para a produção de hidrogênio verde é a eletrólise da água a partir de eletricidade renovável. Consiste na decomposição da água (H2O) em gases oxigênio (O2) e hidrogênio (H2) em virtude de uma corrente elétrica direta viajando através de eletrodos na água.

 

Vantagens do hidrogênio verde

O hidrogênio verde foi alinhado para ser um dos componentes-chave da inevitável transição energética que as principais economias do mundo devem liderar para alcançar a neutralidade de carbono e impedir as mudanças climáticas. As vantagens deste combustível limpo falam por si em termos da importância do novo sistema energético:

  • Energia limpa: o único resíduo que emite é a água
  • 100% renovável: gerada a partir de recursos naturais que não se esgotam, como energia eólica e solar.
  • Armazenável: pode ser comprimido e armazenado em tanques ad hoc por longos períodos.
  • Transportável: é um elemento muito leve e, portanto, os tanques de hidrogênio comprimido podem ser manuseados mais facilmente do que, digamos, as baterias de lítio.

Baterias de Areia podem se transformar em Energia Limpa

Barreiras ao desenvolvimento de hidrogênio verde

A eletrólise produz apenas cerca de 5% do hidrogênio em todo o mundo. A produção atual de hidrogênio é baseada principalmente em gás natural e carvão, que juntos representam 95%. A produção de hidrogênio cinza representa a emissão de cerca de 830 milhões de toneladas de dióxido de carbono por ano, equivalente às emissões de CO2 do Reino Unido e da França juntos.

“Apenas 5% do hidrogênio produzido hoje é hidrogênio verde”

Hoje, ainda quase não há produção de hidrogênio a partir de fontes renováveis, embora na Espanha, por exemplo, esteja operando a primeira usina de hidrogênio verde do país. O custo de produção ainda é uma desvantagem e deve ser feito com muito mais eficiência. São necessários maiores investimentos para que as tecnologias de produção, compressão, transporte e armazenamento possam ser desenvolvidas a preços competitivos.

Mas a queda nos preços das energias renováveis ​​abriu uma janela de oportunidade para que os custos se tornem mais acessíveis. A eletricidade solar é 10 vezes mais barata do que há uma década e a eólica custa menos da metade, desenvolvimentos que podem tornar o processo de eletrólise mais econômico. A sua instalação requer um investimento importante. Diz-se que serão necessários US$ 300 bilhões na próxima década em todo o mundo para realizar a pesquisa e construir a infraestrutura.

No entanto, de acordo com um relatório da BloombergNEF (BNEF), com o tipo certo de políticas para apoiar seu desenvolvimento, a demanda por hidrogênio verde pode aumentar até 700 milhões de toneladas em 2050, de modo que o investimento em seu desenvolvimento pode ser um custo, mas é também uma grande oportunidade financeira.

Como o hidrogênio verde pode ser utilizado?

Um novo relatório da IRENA, a Agência Internacional de Energia Renovável, diz que o hidrogênio verde pode ser lucrativo a partir de 2030. Por um lado, espera-se que a energia solar e eólica continue a se tornar mais econômica; seus custos caíram entre 40% e 80% na última década. E então a IRENA estima que o custo das instalações de hidrogênio pode cair cerca de 40% no curto prazo e 80% no longo prazo.

Impulsionado pela emergência climática e pelos compromissos nacionais de produzir emissões líquidas zero, a IRENA estima que o hidrogênio representará até 12% do uso mundial de energia até 2050. “O hidrogênio verde é uma solução radical para alcançar a neutralidade climática sem comprometer o crescimento industrial e desenvolvimento social”, diz o diretor-geral da IRENA, Francesco La Camera.

Então, quais são os setores que mais se beneficiarão com esse combustível limpo?

  • Mobilidade sustentável: os veículos elétricos com células a combustível de hidrogênio (FCEV) representam uma revolução nos setores de energia e transporte ao utilizar um combustível com pegada zero de CO2.
  • Transporte pesado: setores de difícil descarbonização, como aviação, transporte marítimo e ferroviário, encontrarão sua solução sustentável no hidrogênio verde. Mas substituir os combustíveis pesados ​​usados ​​hoje por hidrogênio não é tão simples. A menor densidade de energia do hidrogênio significa que esses modos de transporte terão que ser redesenhados para cargas mais pesadas.
  • Armazenamento de energia: graças ao seu grande volume e longa duração, o hidrogênio poderá ser armazenado da mesma forma que reservas estratégicas como gás natural e petróleo.
  • Indústria: o hidrogênio já é utilizado como matéria-prima na indústria química para obtenção de amônia e fertilizantes, na indústria petroquímica para refino de petróleo e na metalurgia para fabricação de aço. Mas eles não usam hidrogênio verde. Quando formos capazes de substituir completamente o hidrogênio cinza por

energia renovável nesses setores, poderemos obter, por exemplo, aço de emissão zero.

  • Uso doméstico: já existem vários projetos sustentáveis ​​em andamento que visam substituir a rede de gás natural por uma rede de hidrogênio verde que fornece eletricidade e calor às residências sem produzir emissões poluentes.

O futuro está cada vez mais próximo. O projeto na Espanha mencionado acima é chamado OCEANH2, a primeira planta offshore de geração, armazenamento e distribuição de hidrogênio verde na Espanha. O projeto propõe uma otimização modular, flexível e inteligente adaptada ao novo paradigma de mercado utilizando geração de eletricidade offshore renovável e unindo tecnologia eólica e fotovoltaica flutuante.

A jornada dos combustíveis fósseis para o hidrogênio verde está apenas começando. Esperam-se grandes novidades do hidrogênio como protagonista do desenvolvimento sustentável.

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