Escrito por Mariana Nunes
O hidrogênio é um gás utilizado em diversas atividades econômicas e 96% da sua demanda é para a produção de amônia para fertilizantes e no refino de petróleo. Ele também é utilizado no setor de gases industriais e hospitalares. 73% da capacidade instalada mundial produz o gás a partir de um processo chamado reforma a vapor do metano, que utiliza o gás natural fóssil para remoção das moléculas de hidrogênio, correspondendo a um custo médio de produção de US$ 2,00/kg. Essa rota tecnológica é a mais eficiente e custo efetiva (dado que não internaliza os custos das emissões de carbono) e é conhecida como hidrogênio cinza, pois usa uma fonte fóssil e sem mecanismos de captura de emissões de carbono (CCS).
O boom do hidrogênio
O boom do hidrogênio, contudo, diz respeito a sua produção com hidrólise (quebra) da molécula de água, que requer grandes montantes de energia elétrica e, se 100% da energia for renovável, é chamado então de hidrogênio verde. Contudo, essa rota tecnológica ainda requer amadurecimento para que os custos se tornem competitivos (US$ 5,25/kg).
Além da eletrólise e da reforma vapor (que pode ser do metano, gás natural, biometano, biogás ou etanol), existem os processos de separação termoquímica (quebra das moléculas a partir do calor) e de gaseificação (a partir do carvão ou biomassa). Os processos de reforma a vapor do metano (cinza) e gaseificação do carvão (preto), quando associados à CCS, tornam-se processos azuis. O processo de pirólise do gás natural, que tem como subproduto carbono sólido aproveitável em processos industriais e sem emissões atmosféricas, produz o hidrogênio turquesa, colocando, junto com a rota azul, o gás natural como importante ator da transição energética.
Assim, cada combinação de matéria-prima e tecnologia (com adição ou não de mecanismos de captura de carbono para o caso das fontes fósseis) gera uma cor na aquarela do hidrogênio. Quanto mais emissora, mais escura a cor, e quanto mais limpa, mais verde. Mesmo assim, não há consenso científico internacional sobre essa categorização das cores.
Promessa de mudança: aplicação e perspectivas futuras
O que torna a utilização do hidrogênio (verde, azul ou turquesa) disruptiva é a sua aplicação como vetor energético, combustível e baterias, auxiliando a transição energética, a descarbonização de setores difíceis (como siderurgia, transporte marítimo e aviação), cumprimento das metas do Acordo de Paris e combate às mudanças climáticas.
Espera-se que até 2030 haja uma redução considerável dos custos de produção do hidrogênio verde, que representa apenas 0,1% da produção mundial. Até 2050, espera-se que essa rota tecnológica seja mais vantajosa em relação às rotas fósseis. Para isso, é fundamental que as emissões de carbono associadas ao processo produtivo sejam precificadas.
Além dos custos, outros desafios associados à produção de hidrogênio sustentável são: infraestrutura de produção, armazenamento, transporte e distribuição, além da necessidade da criação de um arcabouço regulatório que confira segurança e incentive o desenvolvimento deste mercado. Tanto o Plano Decenal de Energia (PDE 2030) quanto o Plano Nacional (PNE 2050) consideram o fomento da produção de hidrogênio verde estratégica para o Brasil. Diversos estados, universidades e centros de pesquisa aproveitam o interesse internacional para firmar parcerias e financiamentos.
O Brasil, sem dúvida, possui diversas vantagens competitivas no que diz respeito a oferta de eletricidade renovável e potencial para exploração de biocombustíveis.
Leia mais sobre as inovações e desafios na produção de hidrogênio em nosso site de notícias!
