Caminhos para o hidrogênio no Brasil

O maior desafio dado aos produtores de hidrogênio no mundo é a falta de modelos de negócios viáveis. Tecnologia e produtividade ainda estão sendo buscadas. Aplicações e locais para descarbonizar não faltam. Ainda há necessidade de mais políticas de apoio e subsídios até pelo mundo desenvolvido. A estratégia estabelecida pelos empresários é de que o desenvolvimento do mercado de hidrogênio seja sustentável a partir de uma década.

Informações divulgadas pelo “Massachusetts Institute of Technology” (MIT), indicam que o combustível de hidrogênio custa cerca de US$ 5 por quilo para ser produzido. O objetivo é reduzir para US$ 1 por quilo. A redução no preço deste combustível deve ser de 80% com relação ao nível atual para garantir a sua viabilidade.

Diversas regiões metropolitanas e cidades necessitam descarbonizar e iniciar este processo de transição para fontes de energia limpas e livres de emissões de carbono. A instalação de painéis de energia solar nos telhados ou no topo de edifícios deve continuar e ser uma tendência crescente. Os parques eólicos deverão seguir sucessivas ondas de repotenciamento em seus aerogeradores. As indústrias e diversas soluções para o transporte -- de cargas e pessoas deverão ter soluções híbridas no consumo de energia, provavelmente incluindo o uso do hidrogênio nos seus processos.

Conforme a Organização das NaçõesUnidas (ONU/COP 27/2022), o “Objetivo de Desenvolvimento Sustentável (ODS)” de “número dezessete” e que contempla as parcerias e meios de implementação para o desenvolvimento sustentável é um dos mais desafiadores. É a ODS que precisa da integração entre finanças, tecnologia, capacitação técnica, integração comercial mundial sem barreiras tarifárias e constituição de parcerias multissetoriais entre outros desafios para chegar a este desenvolvimento.

Ainda conforme a ONU, existem quatro indicadores que provam a existência de uma mudança climática da Terra. O primeiro é alta concentração do carbono na atmosfera e que está causando o efeito estufa. O segundo é um significativo aumento do nível do mar. O terceiro é a elevação da temperatura dos oceanos e o quarto é a acidificação oceânica. Conforme a instituição, estes quatro indicadores vêm estabelecendo sucessivos novos recordes. Com base na evolução anual destes indicadores, a ONU afirma haver um sinal claro de que a atividade humana está causando mudanças em escala planetária. Esta mudança afeta de forma dramática e duradoura a própria existência da vida do planeta.

Com este diagnóstico, a ONU indica que a chave para enfrentar esta crise é acabar com nossa dependência de energia gerada a partir de combustíveis fósseis, que são as fontes geradoras de carbono, o principal responsável pelas mudanças climáticas. A instituição alerta que as tecnologias de energias renováveis e limpas como a hidrelétrica, eólica e solar já existem e, na maioria dos casos, são mais baratas do que o carvão e outros combustíveis fósseis. Avalia, então, que sem energias renováveis, não pode haver futuro para o ser humano sobre a Terra.

O hidrogênio é considerado uma energia limpa porque a sua combustão resulta somente em água. O seu potencial energético é bem conhecido e compreendido. É o elemento mais abundante no universo. Ele atualmente se constitui em opção viável para aplicações diversas, permitindo o uso industrial, aquecimento de residências e de edifícios e no transporte.

Estimativas indicam que considerando apenas a aplicação no setor de transporte, o uso do hidrogênio poderia reduzir as emissões de carbono na atmosfera em até 30%. Como fonte de energia elétrica, o hidrogênio pode ser utilizado em células combustíveis, ou “fuel cells”. O custo das células combustíveis vem se reduzindo e sua tecnologia vem gradativamente sendo padronizada e recebendo certificações. Para esta aplicação o hidrogênio atende a diversos requisitos, como a de armazenamento.

A produção do hidrogênio recebe um tipo de “selo” por sua origem. Pode ser obtido de diversas formas como a que utiliza temperaturas elevadas para separar os átomos de hidrogênios do metano, mas tem como subproduto o monóxido e o dióxido de carbono, fontes do aquecimento global. O hidrogênio produzido desta forma recebe a classificação de “hidrogênio cinza”. As agências de fiscalização, homologação e certificação passam a ser relevantes nesta área. Existem diversos outros processos de obtenção, mas o produzido a partir da eletrólise da água, utilizando fontes renováveis, como a energia hídrica, solar ou eólica são os únicos estabelecidos para a produção do produto classificado como “hidrogênio verde”. O “hidrogênio verde” tem, então, o objetivo de não aumentar a pegada de carbono na produção de energia, diminuindo ou eliminando o efeito estufa do planeta.

O hidrogênio pode ser armazenado e transportado integrando um produto como um hidreto, que são compostos formados por dois elementos, sendo que um deles é, obrigatoriamente, o própriohidrogênio. Pode ainda ser transportado como um hidrocarboneto. E no Brasil, poderia agregar mais valor ao etanol - que possui seis moléculas de hidrogênio - e que além de ser biocombustível, já possui várias aplicações industriais.

O Brasil ocupa uma posição geopolítica excepcional para a produção do hidrogênio neste novo mercado. O país necessita ainda desenvolver, além daárea de pesquisa e desenvolvimento, diversos outros serviços como o de crédito de carbono, que pode estar associado a este mercado. O país possui etanol, com distribuição nacional e já exportado. A facilidade dada por esta estrutura de distribuição e de armazenamento, pode promover a utilização deste produto para a produção de hidrogênio.

No país, o mercado interno para o produto não é significativo. Em princípio, sua produção seria destinada prioritariamente para o mercado internacional. Este produto pode representar uma grande oportunidade nos negócios de energia. A matriz energética brasileira apoiada no etanol pode trazer novas oportunidades para o produto e agregar mais valor. Empresas poderão buscar novas oportunidades. São áreas que ainda não foram totalmente mapeadas na escala que o universo da energia exige.

Por Agostinho Celso Pascalicchio e Sydnei Marssal de Oliveira, professores da Escola de Engenharia da Universidade Presbiteriana Mackenzie