Hidrogênio Verde: o que é, e sua relevância para o futuro

A Busca por Sustentabilidade

A busca por um setor energético mais sustentável já não é mais uma novidade. Em meio à crescente preocupação com a crise climática, cujas consequências já estão sendo sentidas nos dias de hoje, a tendência mundial de diversificação da matriz energética em favor das fontes renováveis está cada vez mais evidente. As energias solar e eólica, por exemplo, fazem parte cada vez maior da matriz energética de diversos países ao redor do mundo. E, dentre os diversos benefícios que a implementação dessas fontes de energia trazem para o meio ambiente, está a redução da emissão de gases de efeito estufa, como é o caso do CO₂. E é justamente aí que o hidrogênio verde aparece, como mais uma alternativa promissora para contribuir na redução da emissão desses gases na atmosfera.

As Cores do Hidrogênio

Ao contrário do que o seu nome pode fazer parecer, o que difere o hidrogênio verde dos outros tipos não é a cor do gás em si (que é incolor!), mas sim a forma com a qual ele é produzido.

Elemento mais abundante no universo e terceiro mais abundante na superfície do nosso planeta, o hidrogênio hoje é amplamente utilizado em diversas aplicações, nos mais diferentes setores industriais. Apesar de toda essa abundância, no entanto, o hidrogênio não ocorre na natureza de maneira isolada, sendo encontrado majoritariamente na forma molecular, como na água. Por isso, antes que possa ser de fato utilizado, ele precisa ser separado, e é o processo através do qual essa separação ocorre que determina a “cor” do hidrogênio resultante.

Existem diversas maneiras de se produzir o gás hidrogênio, com diferentes graus de impacto para o meio ambiente. Os tipos mais comuns presentes atualmente no mercado são:

• Hidrogênio Cinza: produzido através da técnica de reformação do vapor, tendo como principal matéria prima o gás natural. É o processo mais prejudicial para o meio ambiente e também o mais utilizado, sendo responsável por cerca de 90\% do hidrogênio produzido atualmente;
• Hidrogênio Azul: obtido pelos mesmos processos do hidrogênio cinza, com a diferença aqui estando na aplicação de técnicas para capturar e armazenar o CO₂ gerado no processo, reduzindo a liberação de gases estufa para a atmosfera;
• Hidrogênio Rosa: esse tipo de hidrogênio é produzido através da eletrólise da água, processo químico que separa os átomos de oxigênio e de hidrogênio das moléculas de água, sem que haja emissão de gases estufa. Nesse caso, o processo da eletrólise é realizado através da energia nuclear;
• Hidrogênio Verde: o hidrogênio mais próximo da verdadeira sustentabilidade, o seu processo de produção é o mesmo daquele para o hidrogênio rosa, a eletrólise da água. A diferença chave entre eles é que no caso do hidrogênio verde, a fonte de energia utilizada para viabilizar o processo é uma das consideradas renováveis, como a energia solar, eólica ou de biomassa, por exemplo.

Mas por que o Hidrogênio Verde é tão Importante?

Como mencionado anteriormente, o hidrogênio hoje é amplamente utilizado em diversos setores industriais, sendo as refinarias de petróleo e a indústria química os maiores consumidores do produto.

De acordo com o relatório Global Hydrogen Review 2021, publicado pela Agência Internacional de Energia (IEA – International Energy Agency), a demanda global de hidrogênio no ano de 2020 foi por volta de 90 megatoneladas, com a maior parte dessa demanda, aproximadamente 79%, sendo suprida pelo hidrogênio cinza: o tipo mais prejudicial para o meio ambiente, com as maiores taxas de emissão de gases estufa. Devido a essa alta participação de combustíveis fósseis no processo, a produção de hidrogênio em 2020 foi responsável pela emissão direta de quase 900 megatoneladas de CO₂ na atmosfera (correspondente a 2,5% das emissões nos setores energético e industrial), quantidade equivalente às emissões da Indonésia e do Reino Unido, combinadas.

Levando em conta o aumento da demanda de hidrogênio esperada para o futuro, a redução da contribuição do hidrogênio cinza na composição da produção anual mundial é essencial para a diminuir a emissão de gases estufa na atmosfera. De acordo com dados publicados pela IEA no relatório The Future of Hydrogen, estima-se que a demanda global de hidrogênio cresça para algo em torno de 500 a 680 megatoneladas em 2050. Nesse cenário, o hidrogênio verde é uma aposta promissora para um futuro descarbonizado.

Futuro do Hidrogênio

A Agência Internacional de Energia realizou um estudo com estimativas e possíveis medidas a serem tomadas para atingir um cenário de emissão líquida zero de carbono, o NZE (Net zero Emissions Scenario), no ano de 2050. O relatório, Net Zero by 2050 – A Roadmap for the Global Energy Sector, estima que em 2050 aproximadamente 60% do hidrogênio produzido globalmente seja verde, e cerca de 36% seja de hidrogênio azul.

Assim como acontece atualmente, uma grande parcela dessas modalidades mais sustentáveis de hidrogênio serão usadas para suprir as demandas de setores industrias, como a siderúrgica e química (principalmente na produção de amônio), substituindo o hidrogênio cinza amplamente usado hoje em dia.

Além disso, ancorando-se no crescente investimento em novas tecnologias, espera-se que o hidrogênio verde passe a contribuir muito mais para uma ampla gama de setores que possuem uma demanda relativamente baixa atualmente. Entre eles, pode-se destacar o segmento de transporte, que pode substituir combustíveis fósseis por combustíveis a base de hidrogênio para abastecer caminhões, navios e até mesmo aviões.

Em conjunto com células de combustível, o hidrogênio também pode ser usado como fonte de energia, seja para aplicação em automóveis leves ou até mesmo para uso doméstico. E ainda sobre aplicações domésticas, o hidrogênio verde pode também ser um substituto às redes de gás natural, provendo aquecimento e energia elétrica para residências sem a emissão de poluentes.

Referências

https://blogs.worldbank.org/ppps/green-hydrogen-key-investment-energy-transition

https://www.activesustainability.com/sustainable-development/what-is-green-hydrogen-used-for/

IEA (2021). Global Hydrogen Review 2021. International Energy Agency

IEA (2019).The Future of Hydrogen – Seizing Today´s Oportunities. International Energy Agency

IEA (2020). Net Zero by 2050 – A Road Map for the Global Energy Sector. International Energy Agency

Estudante de Engenharia Elétrica na Universidade Federal da Bahia, membro do G-SEPi e voluntário do IEEE PES UFBA. Atualmente faz parte dos projetos Pré-SEP e Séries Temporais.

João Victor Sales