Hidrogênio verde: o que é, para que serve e como é produzido

Um mercado cada vez mais crescente é o do hidrogênio verde, opção que substitui os combustíveis fósseis, principalmente no setor de transportes. O elemento é alvo de grandes investimentos de países que estão processo de transição energética - mudança para uma matriz energética sem emissão de poluentes 

O hidrogênio é o terceiro elemento mais abundante na superfície terrestre, um vetor energético fundamental. Isolado, pode ser utilizado para gerar e armazenar energia, como combustível e como insumo para produção industrial.

Mas como o elemento não é encontrado isolado na natureza, é preciso isolá-lo de outros meios, como pela eletrólise da água - separação das moléculas de hidrogênio e oxigênio por meio da eletricidade. O tipo de energia utilizado nesse processo é o que define a classificação do hidrogênio produzido. 

O hidrogênio cinza, por exemplo, é aquele que é isolado a partir da queima de fontes fósseis de energia, como o gás natural. Já o hidrogênio azul também é produzido por fontes de energia fósseis, mas o carbono gerado no processo é capturado e pode ser utilizado pelas indústrias. 

O que é hidrogênio verde?

O Hidrogênio Verde, também conhecido como hidrogênio renovável e pela sigla H2V, é um subproduto do hidrogênio produzido por meio de fontes de energia renováveis, como a eólica e a solar. 

A professora de engenharia elétrica Carla Andrade, da Universidade Federal do Ceará (UFC), explica que o subproduto recebeu a classificação verde porque sua produção não impacta na emissão de gases poluentes. 

“O hidrogênio faz parte da atmosfera. A questão de ser verde é devido à fonte de energia utilizada na sua produção. Nós temos a água, a molécula de H20, e para se fazer essa separação, precisa-se de energia. E quando essa energia vem de uma fonte renovável, como, por exemplo, a solar, a gente diz que aquele hidrogênio lançado é verde”, aponta.

Para que serve o hidrogênio verde?

O hidrogênio verde pode ser utilizado como substituto a combustíveis não renováveis em diversos setores industriais, para produção, por exemplo, de alimentos e fertilizantes. 

O hidrogênio renovável também pode ser utilizado em alternativa aos combustíveis fósseis no setor de transportes, como fonte de energia para os meios rodoviário, aéreo e marítimo. 

As principais propriedades atrativas do elemento são a alta densidade energética - quantidade de energia por kg - e o baixo peso molecular, segundo cartilha da Confederação Nacional do Transporte (CNT). 

A confederação destaca que o hidrogênio renovável tem grande potencial para descarbonizar o setor de transporte. Estudos realizados pelo Conselho Internacional de Transporte Limpo identificaram que o consumo energético o consumo dos veículos movidos a hidrogênio foi 10% menor que o dos movidos a diesel, com emissão nula de escapamento. 

Em veículos elétricos, as células combustíveis de hidrogênio geram energia elétrica a partir da reação química entre o hidrogênio e oxigênio. A reação ocorre de forma contínua, tendo como único produto a água, desde que aconteça na presença de hidrogênio e oxigênio puros. 

Principais dúvidas

Como o hidrogênio verde é produzido?

O hidrogênio verde é extraído das moléculas de água por equipamentos eletrizadoras. No caso dessa classificação, a reação eletroquímica tem aplicação de energia elétrica renovável - solar, eólica, de biomassa ou hidráulica.

Onde é encontrado?

O hidrogênio não é encontrado na Terra em sua forma pura e precisa ser extraído de outras fontes, como a água, o gás natural, o metanol e a gasolina. Para produzir o hidrogênio verde, é realizada a separação da água utilizando uma fonte de energia sem emissões de carbono.

No Brasil, a primeira molécula de hidrogênio verde foi produzida em dezembro de 2022 na planta da EDP Brasil em São Gonçalo do Amarante, no Ceará, parte do Complexo Termelétrico do Pecém (UTE Pecém). O País ainda não tem produção industrial do elemento, que já é alvo de US$ 30 milhões de investimentos previstos, segundo a Forbes. 

Qual a importância do hidrogênio verde?

O hidrogênio verde é um dos principais vetores energéticos que devem ser utilizados no processo de descarbonização. A possibilidade de produzi-lo em larga escala é convidativa tendo em vista a meta global de descarbonização firmada pelo Acordo de Paris.

Um relatório da Comissão Econômica das Nações Unidas para a Europa, Unece, aponta que o mundo ainda tem como alcançar a neutralidade de emissões até 2050. Para cumprir o tratado, a produção de hidrogênio verde deve corresponder a 18% da energia produzida mundialmente até o prazo

O investimento em energia renovável precisa subir para 2,05% do PIB por ano entre 2025 e 2050. A conclusão aumenta o montante necessário entre US$ 44,8 trilhões e 47,3 trilhões. 

Com necessidade de investimentos, a produção de hidrogênio renovável ainda está nas fases iniciais de desenvolvimento. Um estudo da Agência Internacional de Energia (IEA) aponta que o mercado de hidrogênio verde atingiu o patamar de 300 milhões de dólares em 2020. A expectativa é que o montante chegue a 10 bilhões até 2028.  

O Brasil é um dos principais países com potencial de produção do hidrogênio verde, devido à diversidade energética e os múltiplos recursos renováveis. Para se consolidar no mercado, o País precisa regulamentar o uso do elemento e concluir as plantas de produção. “O Brasil vai ter que investir no desenvolvimento de tecnologias e em pesquisas de toda a cadeia que engloba o hidrogênio verde", ressalta Carla Andrade. 

Como o hidrogênio verde é transportado?

Estudos sobre a melhor forma de transportar e distribuir o hidrogênio verde continuam sendo realizados, segundo Carla Andrade. A professora aponta que das principais logísticas é a de transporte por meio da amônia.

Nesse processo, o hidrogênio é convertido em amônia - líquido armazenável e transportável que consiste em três átomos de hidrogênio e um átomo de nitrogênio - e transportado. Ao chegar no destino, o H2V pode ser novamente extraído para o uso final. 

Uma análise da Agência Internacional de Energias Renováveis (Irena) aponta que o transporte da amônia por navios será a forma mais competitiva de levar o vetor energético para longas distâncias. 

Para distâncias mais curtas, a agência destaca o transporte por uma rede de dutos, que pode ser aproveitada da infraestrutura de gás natural.