O hidrogênio verde é produzido por meio de fontes de energia renováveis, como a solar, eólica ou hidrelétrica, sem emissões de carbono (CO₂) e gases de efeito estufa.
Ele é considerado uma alternativa promissora aos combustíveis fósseis, pois sua combustão gera apenas água como subproduto, o que o torna uma alternativa limpa e sustentável.
Ao passo em que os impactos ambientais e sociais da crise climática aumentam, o investimento em energia renovável se torna indispensável. Além disso, segundo um estudo da International Energy Agency (IEA), o consumo de eletricidade deverá aumentar significativamente até 2050. Assim, o hidrogênio verde ganha destaque como o combustível do futuro.
Países como Alemanha, Japão e Austrália estão avançados em projetos ambiciosos, enquanto o Brasil desponta como um forte candidato a protagonista nesse setor, devido à sua matriz energética majoritariamente renovável e abundância de recursos naturais.
O que é hidrogênio verde?
O hidrogênio verde (H₂V) é um combustível produzido por meio da eletrólise (separação dos componentes da água). Essa decomposição é feita por meio da passagem de uma corrente elétrica, portanto, para ele ser considerado verde, ela deve vir de fontes renováveis.
Você sabia que o hidrogênio é o elemento químico mais abundante do universo? Porém, ele não é encontrado isolado na natureza. Então, para utilizá-lo, é necessário extraí-lo de compostos como água (H₂O) ou hidrocarbonetos. Existem diversos tipos:
- hidrogênio cinza: obtido a partir do gás natural ou metano, libera CO₂ na atmosfera em abundância;
- hidrogênio azul: também produzido a partir de combustíveis fósseis, mas com o objetivo de capturar carbono para reduzir emissões;
- hidrogênio verde: gerado por eletrólise da água com o uso de eletricidade de fontes renováveis, com zero emissão de gases poluentes.
Por ser um vetor energético limpo, o hidrogênio verde se destaca na descarbonização de setores como transporte, indústria e geração de eletricidade, o que reduz a emissão de gases que aumentam o efeito estufa.
De acordo com uma pesquisa da Agência Internacional de Energia (AIE), essa forma de produzir seria capaz de poupar cerca de 830 milhões de toneladas de CO₂ por ano.
Como é produzido o hidrogênio verde?
A principal tecnologia para a produção de hidrogênio verde é a eletrólise da água. Quando a eletricidade utilizada provém de fontes renováveis, como solar e eólica, ele é totalmente livre de emissões de carbono.
O processo é o seguinte:
- a energia renovável alimenta um eletrolisador;
- a corrente elétrica divide as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio;
- o hidrogênio é armazenado e pode ser utilizado como combustível para diversas aplicações.
Apesar das vantagens ambientais, um dos desafios atuais é a redução de custos da eletrólise, que ainda exige investimentos elevados.
Com avanços tecnológicos e maior escala de produção, espera-se que o hidrogênio verde se torne cada vez mais competitivo e acessível.
Como funciona a eletrólise da água?
A eletrólise da água é um processo que usa eletricidade para dividir a água (H₂O) em seus componentes, hidrogênio (H) e oxigênio (O). Uma corrente elétrica é passada pela água e quebra as ligações químicas entre os átomos de hidrogênio e oxigênio.
O hidrogênio e o oxigênio gasoso resultantes são então coletados separadamente.
O fenômeno acontece dentro de um equipamento chamado eletrolisador, que contém dois eletrodos submersos em água. No ânodo (eletrodo positivo), ocorre oxidação, e no cátodo (eletrodo negativo), redução.
Quando a corrente passa por esses eletrodos, ocorre a reação química não espontânea que quebra as ligações das moléculas de água.
Hidrogênio verde no Brasil
Na 78ª Assembleia da ONU, em 2023, o governo reforçou seu compromisso com a transição energética e destacou seu potencial de produzir hidrogênio verde.
Em agosto de 2024, foi sancionada a Política Nacional do Hidrogênio de Baixa Emissão de Carbono, um marco regulatório para o setor. A nova legislação estabelece um sistema de certificação e mecanismos de incentivo para estimular investimentos nessa área.
O governo federal destinará R$ 18 bilhões em incentivos fiscais ao longo de cinco anos, (a partir de 1º de janeiro de 2025), que visa descarbonizar a indústria e o setor de transportes. Entre as medidas adotadas, estão a suspensão de PIS/Pasep e Cofins para a compra ou importação de equipamentos e materiais destinados a projetos do setor.
Também em 2024, foi aprovado o maior projeto de produção de hidrogênio verde em larga escala do Brasil, a ser instalado na Zona de Processamento e Exportação de Pecém, no Ceará. Estima-se uma capacidade de gerar de 1,2 gigawatts (GW) por ano, com possibilidade de chegar a 2,1 GW em uma possível segunda fase do projeto.
O país já tem mais de R$ 200 bilhões em projetos anunciados dentro do Programa Nacional do Hidrogênio (PNH2). Segundo o Plano Decenal de Expansão de Energia 2031, o Brasil pode ensejar até 1,8 gigatonelada de hidrogênio por ano, 90% desse total a partir de fontes renováveis.
Quais são as fontes de energia utilizadas na produção de hidrogênio verde?
A produção de hidrogênio verde depende de fontes renováveis, e as principais utilizadas são a solar e a eólica.
A energia fotovoltaica se destaca pela abundância e pelo rápido avanço tecnológico, ou seja, é uma alternativa viável para a geração de eletricidade sem emissões de carbono.
Já a eólica aproveita a força dos ventos para alimentar o processo de eletrólise e é uma solução eficiente, especialmente em regiões com alta incidência de ventos constantes.
Para que serve o hidrogênio verde?
O hidrogênio verde é uma alternativa sustentável aos combustíveis fósseis, com aplicações em diversos setores.
Seu uso está em crescimento no Brasil e no mundo, especialmente na indústria, no transporte e na geração de energia. Entre as suas principais aplicações estão:
- mobilidade: utilizado em veículos elétricos movidos, como ônibus, trens e caminhões. É uma alternativa eficiente aos motores a combustão e reduzem significativamente a emissão de poluentes;
- geração de energia: pode ser armazenado e utilizado para gerar eletricidade em momentos de baixa produção de fontes renováveis, como solar e eólica, o que garante segurança e estabilidade na rede;
- indústria: substitui o gás natural em diversos processos industriais, como na siderurgia e metalurgia;
- fabricação de fertilizantes: essencial para a fabricação de amônia, usada na fabricação de fertilizantes agrícolas;
- produção química: é empregado como matéria-prima na síntese de metanol e outros compostos químicos, importantes para as indústrias farmacêutica, petroquímica e de plásticos;
- armazenamento: pode ser convertido em eletricidade e funciona como uma reserva estratégica de energia renovável.
Quais são os benefícios do hidrogênio verde?
O hidrogênio verde é uma peça-chave na transição energética global. Diferentemente do convencional, que ainda é produzido majoritariamente a partir de combustíveis fósseis e gera altas emissões de carbono, o H₂V é obtido por meio de fontes renováveis.
Uma das suas maiores vantagens está no papel estratégico para atingir a neutralidade de carbono até 2050, conforme os compromissos do Acordo de Paris.
Energia limpa e sustentável
O hidrogênio verde se diferencia por ser produzido sem emissões de carbono. Isso o torna uma alternativa mais limpa em comparação ao cinza, que depende de gás natural e libera CO₂ em abundância, e ao azul, que ainda utiliza combustíveis fósseis, apesar de contar com tecnologias de captura de carbono.
Ao substituir essas opções, as tecnologias de energia verde reduzem a pegada de carbono e contribui diretamente para mitigar os impactos ambientais da matriz energética global.
Redução da dependência de combustíveis fósseis
O hidrogênio verde tem o potencial de substituir combustíveis fósseis em diversos setores e impulsionar uma economia mais sustentável.
No transporte, pode abastecer veículos elétricos e eliminar a queima de gasolina e diesel. Na indústria, pode substituir o gás natural em processos como a produção de aço e fertilizantes.
Além disso, pode ser utilizado na geração de energia, o que reduz a dependência de carvão e petróleo.
Armazenamento eficiente de energia renovável
Uma das suas principais vantagens é sua capacidade de armazenar energia renovável eficientemente.
Como as fontes solar e eólica são intermitentes, muitas vezes há produção de eletricidade em excesso, que pode ser convertida em hidrogênio e armazenada para uso posterior.
Esse mecanismo ajuda a garantir um fornecimento contínuo de energia limpa, reduzir desperdícios e aumentar a estabilidade da rede elétrica.
Incentivos e apoio governamental
Governos ao redor do mundo têm investido na expansão do hidrogênio verde por meio de incentivos fiscais, financiamento de projetos e políticas de regulamentação.
No Brasil, a Política Nacional do Hidrogênio e o Programa Nacional do Hidrogênio (PNH2) impulsionam o setor, com estímulos como isenção de tributos para equipamentos e infraestrutura.
Globalmente, países como Alemanha e Japão também implementaram programas de financiamento, subsídios e tecnologias para acelerar a adoção do H₂V e torná-lo mais viável para empresas e investidores.
Desvantagens do hidrogênio verde
Embora tenha uma importância indiscutível na transição energética e seja essencial para descarbonizar setores difíceis, existem desafios que ainda precisam ser superados para sua adoção em larga escala.
São obstáculos que não desqualificam a tecnologia, mas indicam que um esforço considerável é necessário para torná-la viável e competitiva.
Alto custo de produção
O hidrogênio é um gás que, por si só, apresenta instabilidades. Além disso, o processo de eletrólise da água requer eletricidade renovável, que ainda é cara, e equipamentos especializados.
Comparado com cinza, produzido a partir de fontes fósseis, e o azul, que utiliza captura de carbono, o verde tem o custo significativamente mais alto.
A infraestrutura necessária, tanto para produção quanto para transporte, também contribui para esse custo elevado.
Necessidade de infraestrutura especializada
O transporte e armazenamento do hidrogênio verde apresentam desafios técnicos, uma vez que o gás precisa ser comprimido a alta pressão ou mantido a temperaturas extremamente baixas para ser transportado com segurança.
As atuais infraestruturas de gás natural não são compatíveis com o hidrogênio, e isso exige investimentos na construção de novos pipelines, terminais e sistemas de armazenamento.
Para torná-lo mais acessível, é necessário desenvolver uma infraestrutura que possa suportar essas exigências sem comprometer a segurança ou a eficiência.
Eficiência energética menor que outras fontes
O hidrogênio verde é promissor, mas sua eficiência é inferior a outras soluções, como baterias para veículos elétricos e outras formas de energia renovável.
O processo de conversão de eletricidade em hidrogênio e, depois, a reconversão para eletricidade ou calor, resulta em perdas em comparação com o uso direto de fontes renováveis como solar e eólica.
Isso limita a aplicação do H₂V em algumas áreas e exige uma análise cuidadosa de onde ele pode ser apresentar maior custo-benefício.
Desafios na produção em larga escala
Os maiores gargalos enfrentados são a escassez de capacidade de geração de eletricidade renovável e a alta demanda por equipamentos especializados.
Para expandir, será necessário aumentar a capacidade de geração de energia solar e eólica e melhorar a eficiência dos processos de eletrólise. Além disso, a gestão de toda a cadeia de produção, desde a adaptação de maquinários até o transporte, tem que ser precisa e rigorosa.
Investimentos em pesquisa e desenvolvimento, além de uma capacitação adequada dos profissionais, são essenciais para garantir a segurança e a eficiência no processo.
Certificações internacionais de segurança, como as fornecidas pelo IECEx, também são fundamentais para minimizar os riscos envolvidos na produção e transporte do hidrogênio.
A energia solar é o futuro sustentável e renovável
Futuramente, a energia solar deverá se tornar a principal fonte renovável e sustentável, além de promover a produção de hidrogênio verde. Isso deve acontecer em razão dos avanços tecnológicos e da redução de custos, que facilitarão o acesso a essa alternativa. Com isso, teremos um futuro mais limpo e livre de poluição da atmosfera.
Hoje, ela já é a segunda maior fonte de energia em nossa matriz, atrás apenas da hídrica.
Para o consumidor, aderir um sistema fotovoltaico significa ter autonomia para gerar sua própria eletricidade, de forma limpa e sustentável. Além disso, um gerador fotovoltaico valoriza o seu imóvel, reduz custos na fatura e garante eficiência e segurança no abastecimento.
Leia mais sobre a energia solar no Brasil e descubra o que mudou desde sua primeira aparição no país.
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