O hidrogênio verde nada mais é do que o hidrogênio produzido a partir da eletrólise da água, em que a energia utilizada nesse processo vem de fontes renováveis como eólica, solar ou hidrelétrica. O gás hidrogênio é empregado atualmente como um insumo da indústria química, podendo ser utilizado no processo de refino do petróleo e também como combustível.
A produção usual do hidrogênio é feita a partir do carvão mineral e do gás natural. Nesses processos de produção, há a emissão de gás carbônico e outros gases do efeito estufa, que são prejudiciais ao meio ambiente. Em vista disso, o hidrogênio verde se apresenta como uma alternativa limpa e neutra na emissão de CO2. Pois, em sua produção, são utilizados apenas água e energia vinda de fontes renováveis.
VANTAGENS DO HIDROGÊNIO VERDE
O Hidrogênio Verde destaca-se por ser uma alternativa mais limpa e sustentável ao hidrogênio convencional, oferecendo benefícios como baixas emissões de carbono, redução da dependência de combustíveis fósseis, versatilidade de uso em várias aplicações, capacidade de armazenamento eficiente de energia renovável e contribuição para a redução da poluição local em veículos. Apesar das vantagens, é importante superar desafios técnicos e econômicos para uma adoção mais ampla desta fonte de energia renovável.
As principais desvantagens da utilização do hidrogênio verde incluem o custo elevado de produção em comparação ao hidrogênio cinza (classificação atribuída ao hidrogênio proveniente da queima de combustíveis fósseis), devido à tecnologia em desenvolvimento e armazenamento complexo por compressão ou liquefação. O transporte é desafiador devido à inflamabilidade do gás. Além disso, a produção simultânea de oxigênio pode causar problemas ambientais, e a dependência de fontes renováveis torna a produção vulnerável à disponibilidade dessas fontes.
APLICAÇÕES DO HIDROGÊNIO VERDE
Motores a Combustão de Hidrogênio
O hidrogênio, ao passar pelo processo de combustão, libera apenas água e energia térmica, sendo considerado uma fonte de energia limpa. Contudo, a adaptação dos motores de combustão convencionais para o uso de hidrogênio pode ser dispendiosa. Além disso, é importante ressaltar que o hidrogênio é altamente inflamável, demandando cuidados extras em seu manuseio e armazenamento.
Por outro lado, a adoção do hidrogênio verde reduz significativamente o impacto ambiental da queima de combustíveis fósseis. Sua alta eficiência na combustão é uma vantagem notável. Com avanços tecnológicos contínuos, espera-se superar as desvantagens mencionadas, tornando-o mais acessível para os consumidores.
Células a Combustível
Uma abordagem promissora para o uso do hidrogênio é através das células a combustível, que geram eletricidade e vapor de água ao combinar oxigênio do ar com hidrogênio armazenado. Esse método é ecologicamente limpo, pois não emite dióxido de carbono.
Embora as células a combustível sejam atualmente caras, estão em constante aprimoramento. Com a crescente acessibilidade do hidrogênio, espera-se uma maior aplicação dessa tecnologia. A principal vantagem das células a combustível é a capacidade de armazenar e facilitar o transporte do hidrogênio para os consumidores. Funcionando como uma “bateria” recarregável, permitem o reabastecimento para sustentar a geração de eletricidade.
Essas células oferecem uma solução eficaz para a intermitência das energias renováveis, garantindo o funcionamento contínuo dos sistemas energéticos, mesmo em condições climáticas desfavoráveis.
PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO VERDE
Embora o hidrogênio (H2) esteja amplamente distribuído na natureza, sua obtenção direta não é uma ocorrência comum. Portanto, torna-se necessário submeter o hidrogênio a algum tipo de processamento, caracterizando-o como uma fonte secundária de energia.
Existem diversas metodologias para a obtenção de H2, onde cada forma classifica o hidrogênio produzido com uma coloração diferente.
O hidrogênio verde (H2V), por exemplo, é gerado por meio da eletrólise da água. Esse procedimento emprega eletricidade para realizar a separação das moléculas de água (H2O) em hidrogênio (H2) e oxigênio (O2). Esse processo envolve a colocação de dois eletrodos na água e a aplicação de uma corrente elétrica, proveniente de fontes de energia renováveis como a hidráulica, solar e eólica.
Dessa forma, a eletrólise da água é reconhecida como uma abordagem mais sustentável para a produção de hidrogênio. No entanto, a produção de hidrogênio verde ainda é dispendiosa, mesmo com avanços nas pesquisas visando à redução de custos. Atualmente, o H2 produzido por meio da eletrólise representa apenas uma fração mínima, correspondendo a 0,1% do total. No entanto, é plausível que essa situação evolua positivamente no futuro, à medida que avanços tecnológicos e investimentos propiciem uma maior viabilidade econômica para essa importante fonte de energia limpa.
HIDROGÊNIO VERDE NO BRASIL
Há uma grande especulação de que em breve o Brasil possa se tornar uma potência global no setor de hidrogênio verde. Uma vez que cerca de 45% da matriz energética brasileira é composta de fontes renováveis.
A região nordeste atualmente é a protagonista do cenário de produção de hidrogênio verde no Brasil. O nordeste se torna uma região estratégica para essa produção, pois já conta com uma estrutura montada de parques de energia eólica e solar, além de possuir disponibilidade de recursos hídricos subterrâneos e de superfície que poderiam ser destinados à produção do hidrogênio verde.
Atualmente, está sendo construída a primeira planta de hidrogênio em escala industrial no Brasil, no polo de Camaçari, na Bahia. A empresa Unigel, a qual é a responsável por esse projeto, afirma que na primeira fase de investimento, a planta terá capacidade de produzir 10 mil toneladas de hidrogênio verde por ano até o final de 2023, podendo chegar até 100 mil toneladas por ano até o final de 2027, na sua terceira fase de investimentos.
O Brasil recentemente vêm sendo alvo de interesse de investimento de países europeus, principalmente da Alemanha, por conta de sua abundância de energia limpa. Uma das metas alemãs é a de estimular a produção de hidrogênio verde em outras regiões, que posteriormente exportariam esse insumo para o país. Além disso, esse interesse também se dá pela busca da neutralização de emissão de carbono para atmosfera e pela busca de outras fontes de energia além do gás natural, que é muito utilizado por lá. Essas são movimentações tomadas para mitigar os danos das atuais crises climática e energética.
CONCLUSÃO
Em conclusão, o hidrogênio verde se torna uma alternativa promissora e sustentável para atender as demandas energéticas, devido sua produção livre de emissões prejudiciais ao meio ambiente. Por meio da eletrólise da água, o hidrogênio verde representa uma solução ambientalmente amigável, sem os impactos negativos associados à produção tradicional de hidrogênio a partir de carvão mineral e gás natural.
Apesar dos desafios econômicos e técnicos apontados, o hidrogênio verde traz um futuro reconfortante, inclusive no contexto brasileiro. Onde a abundância de recursos renováveis e os investimentos em infraestrutura proporcionam um avanço do Brasil para uma posição de destaque na produção global. A pesquisa e o investimento nessa energia inovadora desempenha um papel crucial na transição para fontes de energia mais sustentáveis e renováveis, proporcionando um futuro mais verde, resiliente e economicamente viável.
Artigo produzido pela Equipe do AIChE-Maringá.
REFERÊNCIAS
O que é Hidrogênio Verde?. Produção: Confederação Nacional da Indústria. [S. l.: s. n.], 2022. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=iLzb30_Ma1g&t=53s&ab_channel=Confedera%C3%A7%C3%A3oNacionaldaInd%C3%BAstria>. Acesso em: 20 dez. 2023.
LIMA, Naiane. Saiba o que é hidrogênio verde e conheça suas vantagens e desvantagens. Sunne, [s. l.], 6 set. 2023. Disponível em: <https://sunne.com.br/vantagens-e-desvantagens-do-hidrogenio-verde/>. Acesso em: 20 dez. 2023.
AZEVEDO, Julia. O que é hidrogênio verde e qual sua importância?. [S. l.]: Ecycle, 2022. Disponível em: https://www.ecycle.com.br/hidrogenio-verde/. Acesso em: 21 dez. 2023.
PLANTA de hidrogênio verde da Unigel na Bahia será primeira do país em escala industrial. [S. l.]: FIEB, 2023. Disponível em: https://www.fieb.org.br/noticias/planta-de-hidrogenio-verde-da-unigel-na-bahia-sera-primeira-do-pais-em-escala-industrial/. Acesso em: 22 dez. 2023.