O que é hidrogênio verde?

O hidrogênio verde é aquele produzido por meio de eletricidade vinda de fontes limpas e renováveis de energia como as de matriz solar, eólica, hidrelétrica, de biogás, de biomassa etc. Na prática, ele é carbono zero, ou seja, sua produção não emite CO₂.

Cores à parte, o hidrogênio é o elemento químico mais abundante no Universo. Ele é a principal matéria-prima das estrelas e corresponde a 75% da massa de todo o Cosmo.

Aqui na Terra, é o terceiro elemento mais abundante na superfície. E no nosso corpo, é o elemento mais abundante em quantidade de átomos e o terceiro em termos de massa.

Além de ser uma das bases que fundamentam tudo que existe – no Universo e dentro da gente –, o hidrogênio também é peça-chave para construir nosso futuro, sendo um vetor energético fundamental para o desenvolvimento sustentável.

COMO OBTER HIDROGÊNIO?

O hidrogênio não é encontrado isolado na natureza e o método mais comum para obtê-lo é a eletrólise da água: neste processo, o hidrogênio e o oxigênio que compõem a água são isolados por meio de eletricidade.

A partir daí, o hidrogênio tem a capacidade de: 

• Armazenar e gerar energia por meio de células de combustível (em carros, caminhões e aviões, por exemplo); 
• Ser insumo para os setores agrícola, químico, siderúrgico, petroquímico e alimentício, entre outros;
• Aquecer edificações e ser matéria-prima para backup elétrico para prédios públicos, shopping centers, hospitais etc.

Ainda que a eletrólise resulte em hidrogênio (H₂) e oxigênio puros (O₂), a origem da eletricidade utilizada no processo define o impacto ambiental que ele gera. Isso quer dizer que se o hidrogênio for gerado a partir de eletricidade oriunda da emissão de CO₂ – da energia termelétrica, por exemplo –, ele não é “limpo”.

EXISTE HIDROGÊNIO DE VÁRIAS CORES?

Fisicamente, não, mas figuradamente, são várias as cores do hidrogênio – a depender do impacto ambiental causado pela sua obtenção. 

A maior parte do hidrogênio produzido e consumido no planeta, atualmente, vem de fontes de energia fósseis, como o gás natural: é o hidrogênio cinza. 

O chamado hidrogênio azul, por sua vez, também é proveniente de fontes de energias fósseis, mas o carbono emitido na sua produção é capturado, neutralizando emissões.

O hidrogênio verde, obtido sem gerar emissões de carbono, é estratégico para a transição energética necessária para o combate às mudanças climáticas – de acordo com projeções, o hidrogênio verde pode ser o principal recurso energético mundial até 2050, substituindo petróleo e gás natural.

Países comprometidos com zerar suas emissões de carbono estão investindo em políticas para diminuir os custos de produção, distribuição e aplicação do hidrogênio verde. Para que ele seja viável economicamente e contribua com as metas de descarbonização, os eletrolisadores – equipamentos que produzem o hidrogênio a partir da eletrólise da água – precisam ficar 40% mais baratos até 2030.

A QUANTAS ANDA O INVESTIMENTO GLOBAL EM HIDROGÊNIO VERDE?

De acordo com dados da European Clean Hydrogen Alliance e da Bloomberg, o retrato atual do hidrogênio verde no mundo pode ser resumido assim:

• Mais de 200 projetos relacionados ao hidrogênio verde tocados por mais de 30 países;
• Europa, Ásia e Austrália concentram 85% dos projetos com hidrogênio verde no mundo;
• O Hydrogen Council (Conselho do Hidrogênio) reúne 109 empresas com capital somado de US$ 6,8 trilhões;
• Os países que mais investem no hidrogênio verde são Alemanha, Coreia do Sul, Japão, França, EUA e Reino Unido.

QUAIS OS PRINCIPAIS DESAFIOS?

A fim de limitar o aumento da temperatura média global, como estipula o acordo de Paris, a produção de hidrogênio verde precisa equivaler a pelo menos 18% da energia mundial em 2050.

Para caminhar nessa direção, a projeção é de que a Europa invista € 430 bilhões na cadeia produtiva do hidrogênio verde até 2030, gerando 40 GW anuais de energia a partir da eletrólise – atualmente, a produção anual é de 0,1 GW. Se o planeta caminhar no mesmo ritmo, estima-se que a produção anual global atinja 90GW em 2030.

A seguir, listamos alguns dos principais desafios para estabelecer um futuro mais limpo a partir do hidrogênio verde:

Preço 

Quanto mais barata for a energia usada para gerar o hidrogênio verde, mais viável será expandir a cadeia produtiva. Um caminho para isso é investir no aumento de escala e na eficiência da geração de energias eólica e solar. Países como Marrocos, Chile, Mongólia e China têm se destacado nesse sentido.

Hoje, o hidrogênio verde é de duas a três vezes mais caro do que o hidrogênio azul. Estima-se, contudo, que a paridade entre os preços do hidrogênio verde e do hidrogênio cinza ocorra entre 2028 e 2034 – com tendência de barateamento da alternativa mais limpa a longo prazo.

Distribuição e armazenamento

O hidrogênio verde é uma opção segura para armazenar o excedente de energias eólica e solar. A energia que sobra pode ser direcionada para a eletrólise, gerando gás hidrogênio. Além de evitar o desperdício de energias limpas, a estratégia mantém a regularidade na produção de energia a partir de matrizes que oscilam de acordo com mudanças no ambiente.

A alta volatilidade e inflamabilidade do hidrogênio também é um desafio em relação ao seu armazenamento em tanques. Liquefazer o hidrogênio, agregá-lo à amônia ou diluí-lo em gás natural podem ser opções mais seguras de estocagem.

Aproveitando tubulações de gás natural já instaladas, é possível transportar hidrogênio diluído (20% de H₂ misturado com gás natural) por mais de 5 mil km. A transmissão energética nesse modelo tem potencial para ser dez vezes mais eficiente do que uma linha elétrica com 12% do custo.

Setor de transporte

Cerca de 24% das emissões globais de CO₂ surgem a partir da queima de combustíveis fósseis como o diesel e a gasolina – 75% desse total é emitido por motos, carros, ônibus e caminhões.

A indústria automobilística global projeta ter 4,5 milhões de veículos impulsionado por bateria limpa até 2030 – China, Coreia do Sul e Japão lideram o movimento. Para atender a nova frota, serão necessários mais de 10,5 mil postos de abastecimento de hidrogênio.

A amônia verde, sintetizada a partir do hidrogênio verde, é forte candidata para impulsionar navios de carga e descarbonizar o tráfego de contêineres até 2030.

Na aviação, o desafio é desenvolver tecnologias para mover aeronaves com hidrogênio líquido. Uma alternativa intermediária, enquanto a tecnologia está em desenvolvimento, é substituir o querosene por combustíveis sintéticos à base de hidrogênio verde, gerando menos emissões de carbono.