Hidrogênio e a alternativa energética para o futuro

 

Escrito por Ronald Teixeira

 

 

O atual conflito armado entre a Ucrânia e a Rússia, e os impactos econômicos gerados na economia global pela alta do preço do gás natural e a interrupção do fornecimento desta commodity aos países consumidores, especialmente europeus, reforça a necessidade de intensificar a pesquisa e desenvolvimento de novas matrizes energéticas e o fim da dependência de combustíveis fósseis. Embora as tecnologias solar e eólica possam parecer a resposta imediata, elas enfrentam o desafio de não fornecer a energia constante necessária para satisfazer uma demanda global sempre crescente.

Como consequência, o mundo busca uma solução economicamente viável que combine um combustível sem emissões com uma tecnologia que possa preencher as lacunas inerentes e substituir totalmente os combustíveis fósseis. Em resposta, há um novo impulso para incorporar uma fonte de energia que já existe desde o início dos tempos: o hidrogénio (H).

 

 

O hidrogênio “verde”

 

O hidrogénio é o elemento mais abundante do nosso planeta, existindo na Terra apenas na forma molecular (H2) e é tipicamente encontrado em compostos como gás natural, biomassa, álcoois e água (H2O). Tradicionalmente, o hidrogénio é produzido através de um processo chamado eletrólise, que divide a água em oxigénio e hidrogênio; quando este processo é abastecido por energia renovável, tem zero emissões de carbono.

Ainda que o hidrogênio de hoje seja produzido a partir de processos não renováveis e seja usado quase exclusivamente para fins industriais, os esforços de descarbonização tornaram o hidrogênio “verde “ou “ecológico” uma alternativa viável aos combustíveis fósseis. Atualmente, 95% do hidrogênio hoje produzido é feito a partir de combustíveis fósseis, utilizando processos como a reforma a vapor de metano (SMR em inglês), a oxidação e a gaseificação. (1)

O desenvolvimento de mais aplicações de baixo custo ajudará a indústria de hidrogênio verde a aumentar a produção, reduzir os custos em vários setores e promover uma transição energética mais perfeita.

 

 

Geração de energia: apoiando a intermitência das energias renováveis

 

Por muitos anos, o hidrogênio tem sido visto como um candidato para geração de eletricidade e um fornecedor de armazenamento de energia renovável de longo prazo. Assim como o gás natural, o hidrogênio pode ser armazenado em grandes quantidades por longos períodos e usado sempre que a geração de energia for necessária. As seguintes aplicações já estão tomando forma em diversos setores, como em gasodutos, turbinas e motores e nos transportes (2)

No transporte marítimo, a única alternativa de curto prazo ao óleo combustível pesado e motores a diesel no setor de transporte marítimo é o gás natural liquefeito (GNL). No entanto, células de combustível movidas a hidrogênio estão sendo desenvolvidas para impulsionar navios de passageiros e balsas menores, e o hidrogênio liquefeito está sendo considerado uma opção para cumprir a meta de redução de emissões de gases de efeito estufa da Organização Marítima Internacional (IMO) de 50% até 2050. (4)

 

 

Indústria: Transição para o hidrogênio verde

 

Embora o hidrogênio tenha sido usado em setores industriais pesados por décadas, a maior parte do hidrogênio em uso hoje é produzida a partir de gás natural. Como resultado, existe uma oportunidade de curto prazo para a transição para o hidrogênio produzido a partir de fontes renováveis, reduzindo as emissões nos seguintes setores:

Químicos: Sendo o maior mercado industrial para o hidrogênio, o produto químico primário produzido é a amônia (NH3), utilizada como fertilizante nitrogenado e para a produção de outros produtos químicos.

Refino: As refinarias são o segundo maior consumidor industrial de hidrogênio. Nas refinarias de petróleo, o hidrogênio é usado para hidrocraqueamento e dessulfurização de combustíveis.

Combustíveis Líquidos: O hidrogênio também é uma substância básica importante para a produção do metanol combustível líquido (CH3OH). O metanol é usado diretamente como combustível em motores de combustão interna ou em células de combustível de metano direto.

Outros: Vários outros setores industriais usam hidrogênio em suas operações e têm potencial para se tornarem usuários finais em massa à medida que as tecnologias são dimensionadas. Estes incluem a produção de ferro e aço, fabricação de vidro e cerâmica e os geradores elétricos de refrigeração. Atualmente, a siderurgia utiliza carvão metalúrgico como fonte de carbono. No entanto, um processo alternativo chamada redução direta via hidrogênio está em fase de demonstração e tem potencial para descarbonizar drasticamente a indústria siderúrgica.

Para o hidrogênio, pode-se afirmar que as possibilidades são realmente infinitas!

 

 

 

1. IRENA (International Renewable Energy Agency), Hydrogen – Technological Overview for the Energy Transition, September 2018.

2. Bloomberg, Hydrogen – Economics of Power Generation (pg. 5), January 2020.

3. IRENA, Hydrogen – A Renewable Energy Perspective (pg. 10), September 2019.

4. IRENA, Hydrogen from Renewable Power (pg. 24), September 2018.

 

 

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