O que é hidrogênio verde e qual sua importância?

Muito tem se falado sobre o hidrogênio verde como uma revolução nas fontes de energia que podem ser utilizadas. 

Mas como chegamos até aqui? Por que estamos buscando novas fontes? Como o hidrogênio verde pode realmente nos ajudar? Entenda a seguir!

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Conhecendo a nossa matriz energética

Você já se perguntou de onde vem a energia que abastece as cidades, a indústria, o comércio, os veículos, sua televisão e todo o restante? 

Essa energia toda vem de fontes variadas, a que chamamos de matriz energética. A matriz energética de um país varia de acordo com os recursos naturais e a tecnologia disponíveis. Para classificar essa matriz como sustentável ou não sustentável, é necessário observar o uso da matéria prima desde a fonte.

E aqui temos que fazer uma observação importante: matriz energética é diferente de matriz elétrica. 

Matriz energética

Diz respeito às fontes de energia envolvidas no dia a dia das pessoas, em tudo o que fazem. Seja no preparo da comida, na temperatura e iluminação das casas ou no combustível para os carros, por exemplo. 

No Brasil, a matriz energética é composta por todas as fontes de energia utilizadas no país. Isso inclui gasolina, óleo diesel, gás natural, carvão mineral, energia renovável (como hidrelétrica, eólica, solar, biomassa) e outras fontes. 

Dessa forma, a matriz é um indicador importante para se verificar a diversificação e a segurança do abastecimento de energia no país.

Matriz elétrica 

Refere-se especialmente às fontes ligadas à geração de eletricidade. Por isso, tem relação com a transformação de fontes primárias em energia elétrica, por meio da energia potencial gravitacional, térmica ou cinética. 

No Brasil, essa matriz é dominada pela geração hidrelétrica, que é responsável por mais de 60% da capacidade instalada do país. Além disso, também estão presentes as usinas termelétricas (movidas a carvão mineral, gás natural, óleo combustível, biomassa, entre outros) e usinas eólicas e solares.

Resumindo, podemos dizer que a matriz energética é um conceito amplo, que engloba todas as fontes de energia. Enquanto que a matriz elétrica é um subconjunto, que diz respeito especificamente às fontes utilizadas para produzir eletricidade.

Composição da matriz no mundo e no Brasil

Ao avaliarmos sob um contexto ampliado, a matriz energética mundial é composta principalmente por fontes não renováveis, como carvão, petróleo e gás natural. Fontes renováveis como solar, eólica e geotérmica, por exemplo, juntas correspondem a apenas 2,5% da matriz energética mundial. 

Somando a participação da energia hidráulica e da biomassa, as fontes renováveis totalizam aproximadamente 15% (IEA, 2022).

A matriz energética do Brasil é muito diferente da mundial. Por aqui, usamos mais fontes renováveis que no resto do mundo. Somando lenha e carvão vegetal, hidráulica, derivados de cana e outras renováveis, nossas fontes renováveis totalizam 44,8%, quase metade da nossa matriz energética (BEN, 2022). 

Na questão da energia limpa, como podemos ver, o Brasil está um pouco mais avançado. Nosso país já possui a maior parte da matriz energética renovável, com maior destaque para a energia hidráulica.

Outras fontes renováveis que estão presentes na matriz brasileira são a energia solar, eólica e de biomassa. Aos poucos, novos componentes vão aparecendo como novas possibilidades de energia limpa. O hidrogênio verde é uma grande promessa e já se destaca no Brasil.

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O que é o hidrogênio verde?

O consumo mundial de energia crescerá 50% até 2050, segundo o International Energy Outlook 2021, publicado pela International Energy Agency (IEA). Diante disso, a previsão é de um grande avanço dos problemas ambientais provocados pelas mudanças climáticas. 

Então, é cada vez mais urgente a produção de energia e de produtos que tenham baixa emissão de dióxido de carbono (CO2) – gás que provoca grave desequilíbrio no efeito estufa – em toda sua cadeia produtiva.

Neste sentido, a utilização de combustíveis e o desenvolvimento de processos mais limpos, sustentáveis e eficientes, estão sendo priorizados por vários países com objetivo de alterar a sua matriz energética atual. 

Esse contexto tem colocado o hidrogênio, em especial o hidrogênio verde, como uma das principais alternativas para os mais variados processos que hoje utilizam combustíveis fósseis.

O chamado combustível do futuro é proveniente do elemento mais comum do universo, o próprio hidrogênio.

Como encontrar o hidrogênio

O hidrogênio (H2) é o elemento químico mais abundante, mais leve e que possui o maior valor energético, mas raramente é encontrado de forma isolada na natureza.

Sua forma mais comum é composta por H2O, ou seja, na água. Dessa forma, é encontrado com facilidade no Brasil, o que já nos favorece. 

No quesito produtividade, um litro de hidrogênio puro contém três vezes mais energia do que um litro de gasolina. O hidrogênio verde não é o único combustível proveniente do elemento que existe, mas é o mais limpo. 

No total, são três classificações principais: cinza, azul e verde. Na verdade, o hidrogênio é incolor, mas essa classificação é apenas uma referência quanto à sua fonte de produção e os potenciais danos à natureza. Veja a seguir:

• O hidrogênio cinza 

É produzido a partir do gás natural, utilizando a energia de combustíveis fósseis e liberando gás carbônico para a atmosfera. Ou seja, não é considerada uma energia limpa.

• O azul 

Também se extrai do gás natural. A diferença é que aqui o CO2 resultante é capturado e enterrado no solo.

• O hidrogênio verde 

Obtém-se a partir da água usando apenas energias de fontes renováveis, como as de matriz hidrelétrica, eólica, solar e provenientes de biomassa, biogás etc. Ou seja, ele é carbono zero: obtido sem emissão de CO2. Porém, demanda grandes quantidades de eletricidade para ser gerado e, por isso, é o mais caro de desenvolver.

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Como é a produção do hidrogênio verde?

Como dissemos, o hidrogênio é o elemento mais abundante no universo, e uma das formas de produzi-lo é por meio de um processo térmico. Neste caso, geralmente, o vapor reage com um combustível do tipo hidrocarboneto, produzindo hidrogênio. 

Os combustíveis que podem ser usados vão do diesel a gás natural e biogás, por exemplo. Neste tipo de geração, há emissões de carbono. Segundo o Escritório de Eficiência Energética e Energia Renovável, 95% de todo o hidrogênio produzido vem do gás natural.

Mas também é possível produzi-lo a partir da eletrólise, obtendo o chamado hidrogênio verde. Nesta situação, dois eletrodos (um tipo de barra de metal) ligados a uma fonte de energia são inseridos em um recipiente com água. As barras têm polaridades diferentes, e a energia que passa por elas separa o hidrogênio que está na água.

Este processo demanda bastante energia, porque sua eficiência energética é de cerca de 80%. Neste tipo de produção, é possível que a emissão de carbono seja zero. Porém, isso depende da fonte da eletricidade usada.

Para que o hidrogênio verde será usado?

O hidrogênio verde tem um grande potencial de descarbonizar diversos setores, inclusive aqueles que hoje enfrentam um grande desafio para a redução de emissões. Os principais segmentos a serem impactados por essa substituição seriam as indústrias químicas e petroquímicas, além das indústrias de metais e de cimento.

Os países que dependem do gás natural enfrentam um grande desafio para a redução de emissões de sistemas de aquecimento residencial e comercial.  Uma solução imediata, ainda que parcial, seria utilizar uma mistura de hidrogênio verde e gás natural, diminuindo assim o teor de carbono deste último.

No longo prazo, o hidrogênio verde poderá ainda ser utilizado como combustível para meios de transporte (carros, navios, caminhões, ônibus).

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Mercado futuro para o hidrogênio verde

O Brasil tem grande potencial de produção de hidrogênio verde, uma vez que possui recursos naturais em abundância para produção do combustível a um custo competitivo. Além disso, tem uma das matrizes elétricas mais limpas do mundo, com cerca de 85% da energia proveniente de fontes renováveis.

Além da matriz elétrica substancialmente verde, o Brasil também tem boa localização geográfica para exportar para a Europa. O Nordeste se destaca nesse quesito, especialmente os estados do Ceará e de Pernambuco. Fora da região, o Rio de Janeiro também tem conduzido projetos importantes para a produção de hidrogênio verde.

Para desenvolver o hidrogênio sustentável no país, é necessário a construção de marcos regulatórios que tragam segurança aos investimentos, incentivo à pesquisa e ao desenvolvimento de tecnologias e adoção das melhores práticas internacionais para exportação, entre outras medidas. 

A infraestrutura de transporte e armazenamento do hidrogênio é outro fator importante que deve ser repensado e representa um desafio nesse processo produtivo.

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