A busca incessante por fontes energéticas mais limpas e sustentáveis impulsiona a humanidade a explorar alternativas inovadoras. Uma dessas alternativas, que tem ganhado destaque recentemente, é o hidrogênio.  

O hidrogênio não é encontrado em sua forma pura, e sim na forma combinado na forma de hidrocarbonetos ou derivados. O hidrogênio deve ser extraído de diversas fontes como a água, o gás natural; etanol; metanol; biomassa; metano; algas e bactérias; gasolina e diesel.

No seu estado natural, o hidrogênio é um gás incolor, inodoro e insípido. É uma molécula com grande capacidade de armazenar energia e é o elemento mais abundante do universo e o quarto elemento mais abundante. O hidrogênio raramente pode ser obtido diretamente na natureza. Assim, é necessário algum tipo de processamento, para extraí-lo para possibilitar seu uso.

Neste artigo, exploraremos o conceito do hidrogênio verde, seus benefícios, desafios e como o Brasil pode desempenhar um papel crucial nesse cenário promissor de energia sustentável.

O que é hidrogênio verde?

O “Hidrogênio Verde” é produzido através da eletrólise da água, um processo que divide a água em oxigênio e hidrogênio usando eletricidade produzida a partir de fontes renováveis, como energia solar e eólica. 

O hidrogênio obtido desta forma pode ser armazenado ou utilizado em processos industriais ou de mobilidade, enquanto o oxigênio resultante é liberado na atmosfera ou pode ser utilizado como um subproduto. O eletrolisador gera calor que pode ser aproveitado para diversos fins. Trata-se de um processo sem emissões de carbono, contribuindo significativamente para a redução do impacto ambiental.

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Tipos e abordagens de hidrogênio na produção de energia

A classificação do hidrogênio com base em suas fontes primárias de energia resultou em uma diversidade de categorias, cada uma carregando características únicas. Nessa escala cromática, encontramos:

• Hidrogênio Preto: Produzido por meio da gaseificação do carvão mineral (antracito), sem a aplicação de CCUS*;
• Hidrogênio Cinza: Gerado por meio da reforma a vapor do gás natural, também sem a utilização de CCUS;
• Hidrogênio Marrom: Derivado da gaseificação do carvão mineral (hulha), sem a incorporação de CCUS;
• Hidrogênio Branco: Extraído de fontes naturais ou geológicas de hidrogênio;
• Hidrogênio Musgo: Originado por meio de processos como a reforma catalítica, gaseificação de resíduos plásticos ou biodigestão anaeróbica de biomassa, com ou sem CCUS;
• Hidrogênio Turquesa: Criado por meio da pirólise do metano, sem a emissão de CO₂;
• Hidrogênio Rosa: Produzido a partir de fontes de energia nuclear;
• Hidrogênio Azul: Gerado por meio da reforma a vapor do gás natural (e, eventualmente, de outros combustíveis fósseis), com a aplicação de CCUS;
• Hidrogênio Verde: Gerado por meio da eletrólise da água, utilizando energia proveniente de fontes renováveis, como a eólica e a solar;

(*) CCUS: Captura, armazenamento e utilização do carbono.

Essa variedade de classificações realça a complexidade e a diversidade das abordagens na utilização do hidrogênio como um recurso energético de múltiplas facetas.

Como acontece a produção?

O processo de produção do hidrogênio verde ocorre por meio da eletrólise da água. Nesse processo, a água é submetida a uma corrente elétrica, resultando na divisão das moléculas de água em oxigênio e hidrogênio. 

A eletricidade usada é proveniente exclusivamente de fontes renováveis, assegurando um processo livre de emissões de carbono. O hidrogênio verde pode ser armazenado e aplicado em diversas situações, desde alimentar sistemas de energia em larga escala até abastecer veículos movidos a células de combustível.

O potencial brasileiro na produção de hidrogênio

O Brasil é detentor de uma vasta capacidade para produção de hidrogênio sustentável, tanto para uso interno quanto para exportação. Sua vantagem competitiva neste setor coloca o país como peça-chave nos esforços de descarbonização de nações europeias, configurando uma oportunidade estratégica e economicamente vantajosa.

Vantagens e desafios

O hidrogênio verde carrega consigo uma série de vantagens. Tem densidade energética e capacidade de armazenamento, podendo atender a uma variedade de aplicações, desde transporte até sistemas de energia estáveis. 

No entanto, há vários desafios para torná-lo uma fonte energética de uso intensivo. Os custos de produção e armazenamento ainda são consideráveis, e é necessário desenvolver uma infraestrutura de distribuição ampla e eficiente. Há riscos de explosão no seu manuseio quando misturado ao ar. Além disso, os vazamentos são difíceis de identificar sem detectores dedicados porque o hidrogênio é incolor e inodoro.  Uma chama de hidrogênio é quase invisível à luz do dia. 

Contribuição para uma economia de baixo carbono

A versatilidade do hidrogênio verde o torna fundamental para a transição global em direção a uma economia de baixo carbono. Ele abrange setores desafiadores de descarbonização, como transporte de carga, aviação e navegação marítima, desempenhando um papel crucial nessa transformação.

Nessa aplicação, o hidrogênio é usado em uma célula de combustível que, através de um processo eletroquímico, combina hidrogênio e oxigênio para gerar energia elétrica que alimenta um motor elétrico.

Potencial econômico e investimentos

Desde 2021, foram anunciados mais de 130 projetos de larga escala em hidrogênio, com investimentos estimados em cerca de US$ 500 bilhões até 2030. O Brasil possui uma oportunidade única de atrair ainda mais investimentos nessa área, impulsionando a economia, gerando empregos e contribuindo para o desenvolvimento regional. No entanto, serão necessários investimentos importantes para a implantação das usinas geradoras de energia com fontes renováveis, infraestrutura de transmissão e outras usinas para gerar energia elétrica nos momentos que não há disponibilidade dos ventos e do sol.

Desafios em desenvolvimento

Apesar das vantagens, o hidrogênio verde ainda enfrenta desafios tecnológicos. Os custos de produção, embora em declínio, ainda demandam atenção. A eficiência do processo de eletrólise também é um foco, já que requer grande quantidade de energia. A segurança é um aspecto crítico, considerando a volatilidade do hidrogênio. Investimentos contínuos em pesquisa e desenvolvimento são necessários para superar esses obstáculos.

Conclusão

O hidrogênio verde surge como uma solução promissora para um futuro energético mais sustentável. Sua contribuição para a descarbonização, seu potencial econômico e sua versatilidade o colocam no centro da revolução energética. Apesar dos desafios, a crescente cooperação entre setores público e privado, aliada a investimentos em inovação, está pavimentando o caminho para uma fonte de energia limpa e viável.