Na rota da descarbonização

A alternativa do uso de hidrogênio frente às mudanças climáticas

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O Acordo de Paris, em 2015, também foi um marco para o aproveitamento do hidrogênio como alternativa às emissões de gases de efeito estufa. Já são dezenas de países que possuem projetos voltados para esta tecnologia de mitigação e demais medidas. Seus ramos econômicos associados podem movimentar centenas de bilhões no mercado e ajudar a promover a sustentabilidade. São investimentos que trazem retornos sólidos, mas que requerem o levantamento de recursos técnicos e tecnológicos significativos, o que ainda não é a realidade para muitos países do mundo. A exemplo deste impasse está o Brasil, com seu grande potencial verde, mas ainda dependente de tecnologias importadas.

O uso do hidrogênio (H2) é uma alternativa abundante e renovável. Embora presente em ligações covalentes, demanda altas energias, sobretudo provenientes de fontes solar e eólica, para que o hidrogênio se torne o elemento dissociado do composto matriz (H2O). É então denominado de “hidrogênio verde”, substituto ao hidrogênio cinza, que é emissor de gases por utilizar combustíveis fósseis no processo. A natureza sustentável depende dos inputs naturais, da qualidade de suas fontes e sua disponibilidade. O hidrogênio não-verde pode ter em seu processo a geração de CO2, importante gás de efeito estufa. Entre esses hidrogênios de outras cores, pode ser citado o hidrogênio azul (onde o carbono é capturado e armazenado no solo). Quando essa captura não ocorre, chama-se hidrogênio marrom ou preto.

O gás hidrogênio leva vantagem em sua utilidade pois pode ter uma função intermediária na geração de energia, ao ser usado como metano para energia e em produtos químicos como amônia ou metanol. Mas ele exige cautela, pois é um elemento altamente volátil e inflamável, o que demanda padrões de segurança rigorosos para evitar vazamentos e explosões, além de cuidados específicos em seu armazenamento e transporte. Hoje, ainda é muito utilizado o “hidrogênio cinza” por ser mais barato, embora também apresente desafios de investimentos em seus custos de capital onerosos. O custo de 1 tonelada de hidrogênio cinza gera resíduos de CO2 durante a sua produção.

Vazamentos de metano durante esses processos são críticos, pois o metano tem um potencial de aquecimento global 86 vezes superior ao do CO2 considerando um horizonte de 20 anos. Além disso, produzir hidrogênio por eletrólise utilizando a eletricidade comum da rede elétrica (grid) pode resultar em um alto Potencial de Aquecimento Global (GWP) se a matriz dessa rede for dependente de combustíveis fósseis. Estes são alguns riscos avaliados que requerem estudos de viabilidade e de impactos ambientais, não apenas do processo, mas considerando toda a sua cadeia produtiva. Em contrapartida, o uso de eletricidade, quando a base do grid é considerada limpa, dá ao Brasil, por exemplo, grande vantagem.

O país possui um sistema elétrico altamente interligado e em grid, com portos estrategicamente localizados para exportação, são exemplos: Pecém (CE), Suape (PE) e Açu (RJ), que estão se tornando hubs de hidrogênio. Produzir amônia localmente a partir de hidrogênio reduziria a pegada de carbono do agronegócio e a dependência externa, além de beneficiar o transporte de cargas pesadas, como navios, aviões e caminhões de longa distância. A produção de H2 também exige água. No entanto, técnicos sugerem métodos de dessalinização da água do mar ou o aproveitamento de aquíferos poluídos, o ajudaria na recuperação destes recursos hídricos ao longo da produção de energia. Cabe citar, também, que os mecanismos de certificação precisam avançar, como é o caso do CertifHy, focada na Europa. Estes mecanismos são um dos principais esforços transversais para rastreabilidade e valorização de tecnologias de mitigação com o hidrogênio verde.

Referências usadas

FERNANDES, Gláucia et al. Panorama dos desafios do hidrogênio verde no Brasil. Rio de Janeiro: FGV Energia, jan. 2023. (Coluna Opinião).

LARA, Daniela Mueller de; RICHTER, Marc François. Hidrogênio verde: a fonte de energia do futuro. Novos Cadernos NAEA 26.1, p. 413-436. 2023.

TEMÍSTOCLES GOMES, Isabela. A urgência pela descarbonização climática das economias globais e o papel do hidrogênio verde brasileiro. Îandé: Ciências e Humanidades, [s. l.], v. 7, n. 1, p. 2-15, 2023.