O hidrogênio verde é uma das grandes promessas no cenário da transição energética.
A molécula mais abundante em todo o universo tem um potencial energético três vezes maior que o da gasolina, hoje é obtida quase inteiramente a partir de combustíveis fósseis.
No entanto, o processo pode ser realizado com energia proveniente de fontes limpas e renováveis, como eólica e solar. Essa é a premissa do hidrogênio verde, que ao ser queimado libera apenas dois elementos: energia e água.
Saiba o que as cores significam na prática, quais as vantagens do hidrogênio verde, e as oportunidades que essa revolução energética pode trazer para as indústrias e a economia brasileira.
O que é hidrogênio verde?
O hidrogênio verde é produzido através de um processo eletrolítico que utiliza energia renovável para dividir a água (H2O) em hidrogênio e oxigênio. Ele é uma opção renovável que permite reduzir as emissões de gases poluentes, como o carbono.
A geração de hidrogênio pode assumir diversas formas, sendo é marcada por uma paleta que reflete os diferentes métodos de produção e suas implicações ambientais:
- Preto ou Marrom: originado da gaseificação do carvão mineral, o hidrogênio preto ou marrom carrega consigo as emissões de carbono provenientes dessa fonte não renovável. Sua produção varia com base no tipo de carvão, mas todas compartilham a sua pegada de carbono;
- Cinza: gerado pela reforma a vapor do gás natural, o hidrogênio cinza carrega a sombra do carbono sem a aplicação de tecnologias de captura e armazenamento (CCUS). Essa cor indica um processo menos impactante, mas ainda problemático para o ambiente;
- Branco: extraído de fontes naturais ou geológicas, o hidrogênio branco é obtido por modelos menos intensivos em carbono. Ele ainda pode envolver algumas emissões, dependendo da fonte de energia utilizada no processo;
- Musgo: proveniente da biodigestão anaeróbica de biomassa, o hidrogênio musgo é uma vertente mais sustentável, pois utiliza resíduos orgânicos. Sua cor representa um passo em direção à descarbonização, mas requer o cultivo de recursos em larga escala para suprir uma demanda considerável, afetando o ambiente de outras formas;
- Verde: considerado o mais limpo, o hidrogênio verde é produzido apenas com base em fontes renováveis, predominantemente eólica e solar. Essa tonalidade representa um horizonte energético limpo e sustentável, livre de emissões diretas de carbono durante a produção e o consumo do recurso.
A produção tradicional de hidrogênio causa um grande impacto no ambiente, lançando no ar cerca de 900 milhões de toneladas de CO2 anualmente – o que equivale a 2% das emissões globais.
No entanto, a resposta pode residir em uma transição para o hidrogênio verde, cujo potencial vai muito além da simples substituição de uma fonte energética.
Substituir integralmente o hidrogênio cinza ou preto por sua contraparte verde representaria uma demanda adicional de 3.000 TWh de energia limpa e renovável por ano. É uma quantidade capaz de alimentar toda a Europa, por exemplo.
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Como é produzido o hidrogênio verde?
O hidrogênio verde é produzido através de um processo inovador chamado eletrólise da água.
Essa técnica aproveita a energia proveniente de fontes renováveis, como parques eólicos ou fazendas solares, para realizar a divisão da água em hidrogênio (H2) e oxigênio (O2).
O processo passo a passo, envolve:
Eletrólise da água
Inicia-se com a eletrólise, onde a água (H₂O) é submetida a uma corrente elétrica. Essa eletricidade é fornecida por fontes renováveis, garantindo que a produção seja verdadeiramente verde e sustentável.
Divisão molecular
A energia elétrica que percorre a água desencadeia uma reação capaz de separar as moléculas de água em H2 e O2.
Esse é um processo fundamentalmente limpo, pois não origina subprodutos prejudiciais ao meio ambiente.
Armazenamento e utilização
O hidrogênio resultante é então armazenado para uso posterior. Ele pode ser utilizado em uma variedade de aplicações, desde combustíveis para veículos até processos industriais, geração de eletricidade e manipulação química.
Importância do hidrogênio verde para sustentabilidade e ESG
O hidrogênio verde é um dos recursos centrais para a construção de um futuro sustentável, alinhado aos princípios de ESG (Environmental, Social e Governance).
Do ponto de vista ambiental, os benefícios são evidentes. O hidrogênio verde oferece uma alternativa crucial aos métodos tradicionais de produção, vinculados a emissões significativas de carbono.
A eletrólise da água alimentada por fontes renováveis reduz drasticamente essa pegada, contribuindo para as metas globais de redução de emissões.
Em termos sociais, a ascensão do hidrogênio verde cria oportunidades econômicas e de emprego em setores emergentes. O investimento e a expansão dessa indústria podem impulsionar a inovação, gerando empregos qualificados e estimulando a economia.
Além disso, a disseminação de tecnologias relacionadas ao hidrogênio verde pode ter efeitos positivos em comunidades locais, proporcionando acesso a energia mais limpa e descentralizada.
A governança também desempenha um papel nesse cenário. À medida que governos, empresas e organizações buscam alinhar suas estratégias com metas sustentáveis, o hidrogênio verde emerge como uma escolha estratégica.
Sua produção e utilização devem ser acompanhadas por padrões rigorosos de governança ambiental, garantindo uma abordagem transparente e responsável na gestão de recursos naturais.
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Vantagens e desvantagens do hidrogênio verde
O hidrogênio verde apresenta uma série de vantagens que o destacam como um elemento crucial na transição para uma economia mais sustentável. Além de ser um combustível livre de carbono na produção e utilização, ele oferece benefícios como:
Não é tóxico e possui alta densidade energética
O hidrogênio verde é um combustível que não gera impactos na saúde e possui elevada densidade energética.
Essas características o tornam adequado para uma variedade de aplicações, desde processos industriais até o setor de transporte.
Diversas opções de armazenamento e transporte
Após a produção, o hidrogênio pode ser armazenado e transportado de diversas maneiras, seja como gás comprimido, líquido criogênico ou absorvido em materiais como hidretos metálicos.
Essas opções proporcionam flexibilidade e eficiência na integração do hidrogênio verde em diferentes setores.
Produção silenciosa, sem poluição sonora
Ao contrário de algumas formas tradicionais de produção de energia, o processo de eletrólise utilizado na geração do hidrogênio verde é silencioso e não gera poluição sonora, contribuindo para ambientes mais sustentáveis e habitáveis.
Versatilidade
O hidrogênio verde é altamente versátil em suas aplicações. Pode ser utilizado para gerar eletricidade, produzir combustíveis sintéticos (como metanol ou amônia verde) ou servir como combustível para veículos movidos a células de combustível.
Essa versatilidade o torna uma solução adaptável para diversos setores, incluindo comércio, indústria e mobilidade.
Apesar das vantagens, ainda existem alguns obstáculos que desafiam a sua adoção em larga escala.
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Alto custo de produção
A principal barreira enfrentada pelo hidrogênio verde é o seu custo de produção, que hoje é cerca de duas vezes superior às opções tradicionais.
O valor está em constante redução, e espera-se que esse desafio seja superado com avanços tecnológicos. O Conselho Mundial do Hidrogênio prevê uma queda de 50% até 2030, colocando o hidrogênio verde em paridade com o tradicional.
Consumo energético
O processo de eletrólise, utilizado para produzir hidrogênio verde a partir da água, ainda demanda uma quantidade considerável de energia.
Avanços na eficiência da eletrólise são necessários para reduzir o consumo energético e tornar o processo mais sustentável. O aumento da disponibilidade de energia renovável pode contribuir significativamente para mitigar esse desafio.
Segurança
O hidrogênio é um gás altamente inflamável e volátil. Garantir a segurança em todas as etapas do ciclo de vida do hidrogênio – produção, armazenamento e transporte – é essencial. Isso requer a implementação de padrões rigorosos, protocolos de segurança e tecnologias avançadas para evitar vazamentos e minimizar os riscos de explosões.
Cenário brasileiro
O Brasil possui condições ideais para ser uma potência global na produção de hidrogênio verde, contando com um potencial abundante para gerar energia solar, eólica e hídrica.
Essa posição favorável, somada à própria água necessária para a eletrólise, confere ao país a chance de produzir em larga escala o H2V mais barato do mundo.
As vantagens estratégicas são o bastante para suprir a demanda interna e atender oportunidades de exportação.
Países europeus altamente industrializados, mas que não contam com todas as condições necessárias para cumprir seus planos de descarbonização, seriam os clientes ideais.
Caso assuma a posição de líder no mercado de hidrogênio verde, o Brasil pode atrair uma fatia considerável dos investimentos que serão realizados nesse setor.
É um passo estratégico para impulsionar a economia nacional e das regiões produtoras, promover a geração de empregos, o desenvolvimento de tecnologias inovadoras e a criação de novos modelos de negócios.
Para atingir esse objetivo, é preciso acelerar os avanços. Os veículos elétricos, por exemplo, podem ser uma peça central na adoção do H2V, mas os híbridos, plug-in e 100% a bateria ainda representam menos de 1% de toda a frota registrada no país.
Investir em pesquisas para aprimorar a produção de hidrogênio verde, elevando sua eficiência e reduzindo custos, é o primeiro passo. O estímulo à inovação e tecnologias mais eficazes será fundamental para tornar o hidrogênio verde uma alternativa competitiva.
Promover políticas que incentivem a produção e oferta de hidrogênio verde, tanto para uso interno quanto para exportação, também é fundamental. Estabelecer parcerias com países compradores pode consolidar a posição brasileira no mercado global de hidrogênio verde e trazer os recursos necessários para incentivar o setor.
Onde é produzido hidrogênio verde no Brasil?
A produção de hidrogênio verde no Brasil concentra-se principalmente na região Nordeste, beneficiando-se das vantagens naturais que a área oferece para a geração de energia solar e eólica. O estado do Ceará destaca-se como líder nesse cenário, abrigando projetos significativos de produção de hidrogênio verde.
Além das condições climáticas que possibilitam infraestruturas eficientes para a produção de energia renovável, o Nordeste também está mais próximo dos grandes mercados internacionais. Esse fator deve contribuir para que, no futuro, a região se consolide como grande produtora de H2V.
Além do Ceará, já existem indústrias operacionais em Pernambuco, Rio de Janeiro e Rio Grande do Sul. Novos projetos estão espalhados por todo o país, sobretudo nas regiões costeiras, que favorecem a disponibilidade de recursos e o transporte do produto final.
Políticas de estímulo ao desenvolvimento do hidrogênio verde
O Brasil ainda demonstra um atraso considerável na gestão governamental do H2V. Atualmente, não há sequer uma regulamentação específica para orientar o setor.
O Projeto de Lei n° 1878, de 2022, é a iniciativa mais avançada nesse sentido, mas precisa ser aprovada em diversas instâncias para de fato causar um impacto.
A expectativa é que, com a aprovação dessa regulamentação inicial, o tema do hidrogênio verde ganhe maior atenção e projetos capazes de estimular seu desenvolvimento sejam votados.
Um exemplo é o Projeto de Lei n° 3173, de 2023.
Se aprovado, ele criará o Programa Nacional do Hidrogênio Verde (Prohidroverde), que contará com diversos mecanismos, incluindo incentivos fiscais e financiamentos públicos com taxas diferenciadas.
Além disso, o programa deve investir na pesquisa, na construção de locais dedicados ao desenvolvimento de energia limpa e na divulgação dos benefícios associados ao H2V.
Estas políticas serão passos cruciais para impulsionar o hidrogênio verde no Brasil, proporcionando um ambiente favorável para investimentos, pesquisa e desenvolvimento na indústria.
Conclusão
O hidrogênio verde tem uma relevância significativa na transição global para uma economia mais sustentável. Frente à necessidade premente de reduzir as emissões de gases do efeito estufa, o H2V é uma alternativa promissora em uma das indústrias que mais consome combustíveis fósseis.
Esse recurso oferece vantagens consideráveis em relação às suas contrapartes tradicionais, mas alguns desafios ainda precisam ser vencidos para que ele se torne competitivo. Apesar dos avanços atuais, o ritmo deve se intensificar para que a produção em larga escala seja viável.
O Brasil pode assumir uma posição estratégica nessa indústria, contando com os recursos ideais para se tornar líder global em H2V. Estimular a inovação no setor é um movimento necessário para transformar esse potencial em realidade.
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