As preocupações com o aquecimento global e o contexto em que vivemos hoje – no qual a busca pela produção de energia limpa se tornou cada vez mais necessária – levou a incentivos e a novas tendências tanto por parte das indústrias quanto de governos. A redução da produção de dióxido de carbono (CO2) exige uma mudança fundamental no sistema energético, que, no estágio atual, depende majoritariamente de combustíveis fósseis. A transição energética requer a diversificação dos meios para a conquista de um ambiente energético sustentável; e o hidrogênio se apresenta como uma opção versátil que – através da economia do hidrogênio verde – se coloca como um contribuinte importante para o atingir os objetivos do Acordo de Paris.
Neste contexto, vários governos estabeleceram diferentes caminhos para a transição energética, mas nem todos os países colocaram a produção de hidrogênio verde como um foco desde o início. Muitos usam outros caminhos (ou cores, como veremos abaixo) para atender à demanda de redução da produção de carbono. Além disso, em decorrência da introdução de novas tecnologias, outros caminhos se colocaram como opção de produção de hidrogênio com menos carbono como efeito colateral. Entender os caminhos de produção de hidrogênio é muito importante para o estudo das políticas públicas, dos incentivos e do desenvolvimento da transição energética. Mas você já parou para pensar como o hidrogênio é produzido e por que se fala das cores do hidrogênio?
Em síntese, pode-se dizer que as cores do hidrogênio indicam como o hidrogênio é produzido e quão sustentável é a sua produção. O primeiro passo é saber que o hidrogênio é um transportador de energia, não uma fonte de energia. Uma das consequências dessa primeira premissa é que o hidrogênio precisa de uma fonte de energia primária para ser usado. A fonte de energia primária pode ser limpa ou não, e esse é exatamente um dos fatores que determinam as “cores” do hidrogênio, criando um espectro que varia, dentre outros elementos, também em nível de sustentabilidade. Como previamente mencionado, quando se evidencia a produção de hidrogênio, é importante esclarecer que ela pode ser analisada e representada através de uma gama de diferentes cores. Sim, existe um arco-íris de cores do hidrogênio e elas nos indicam se o tipo de produção é mais ou menos poluente.
De fato, a produção do hidrogênio em si não é uma coisa nova, como explica a Vittoria Melro. O problema é que o hidrogênio, hoje em dia, é produzido majoritariamente a partir de combustíveis fósseis – com consequente emissão de CO2. A novidade é o atual enfoque global na produção de hidrogênio limpo. Quanto às cores da produção do hidrogênio em geral, os mais conhecidos são o cinza, o azul e o verde, nos quais nos concentraremos nesta postagem. Porém, existem outras cores como o turquesa e o rosa. Convém entender, primeiramente, do que se trata quando se fala de hidrogênio cinza, azul e verde (que são as cores principais).
O hidrogênio produzido hoje em maior escala é o hidrogênio cinza, que é obtido através de um processo chamado SMR (steam methane reforming) ou gasificação, e que usa como fonte combustíveis fósseis como o metano ou o carvão. O hidrogênio cinza é usado em refinarias, na área química e na produção de amônia. As refinarias e a indústria química continuam sendo os maiores consumidores de hidrogênio. Esse tipo de hidrogênio é extremamente poluente e não contribui para o desenvolvimento sustentável. Pelo contrário: se pensarmos em sustentabilidade, a produção do hidrogênio cinza deve ser evitada, considerando-se as altas emissõesde CO2 decorrentes do processo.
Quando se fala de hidrogênio azul, este é produzido através de gás natural ou a partir de biometano ou biomassa (ou até mesmo através do processo SMR, que vimos acima). A produção de hidrogênio azul, assim como o cinza, gera grandes quantidades de CO2 como subproduto. Porém, a diferença é que, posteriormente à sua produção, o carbono produzido é capturado e estocado permanentemente debaixo da terra, o que é chamado de CCUS (carbon capture usage and storage, ou captura e sequestro/armazenamento de carbono). Com a estocagem, os efeitos poluentes são mitigados.
Apesar desse tipo de produção incorrer em menos custos do que a transição direta ao hidrogênio verde, além de aproveitar parte da infraestrutura existente para a produção de hidrogênio cinza, é importante lembrar que a implementação do CCUS pode envolver barreiras técnicas e problemas relacionados ao nível de aceitação social. Além disso, as definições da taxa de captura de CO2 exigida para mudar a definição do cinza ao azul são, muitas vezes, divergentes. A maioria dos estudos cita uma taxa de captura entre 70% e 95%, dependendo da tecnologia e do estágio da operação. Essas considerações, no entanto, não excluem a importância do hidrogênio azul na transição energética, considerando as sensíveis mitigações de emissão de CO2 no processo.
E, por fim, temos o hidrogênio verde, que é produzido através da hidrólise da água. Por definição, o hidrogênio verde prevê a combinação da geração de energia através de fontes renováveis e da hidrólise da água. Um eletrolisador é um sistema que se utiliza da eletricidade para partir a molécula da água (H2O), gerando, como produto, hidrogênio e oxigênio. Para a quebra das moléculas da água, atualmente existem diversas tecnologias em diferentes estágios de implementação – como, por exemplo, os eletrolisadores alcalinos e as membranas trocadoras de prótons (PEM, da sigla em inglês para proton exchange membrane). Existem diversas opiniões em âmbito científico e de políticas públicas sobre o papel do hidrogênio verde no longo prazo e durante o período de transição energética. Um dos maiores desafios para o hidrogênio verde atualmente, no entanto, são os altos custos de sua geração, transmissão, estocagem e distribuição.
Além das cores acima, existem outras formas de produção do hidrogênio; afinal de contas, com o desenvolvimento de novas tecnologias, há um aumento dessa gama. Pode-se mencionar o hidrogênio rosa, que é produzido a partir da eletrólise, tendo como fonte a energia nuclear, e o hidrogênio turquesa, oriundo da pirólise do gás natural. Novas cores surgem cada vez mais, dependendo da classificação e dos parâmetros adotados.
Entender as diferentes cores do hidrogênio – além das críticas e discussões envolvidas na adoção de cada uma delas – é muito importante para a análise das políticas públicas e dos incentivos tecnológicos; e também para se pensar nos diferentes caminhos para a transição energética, acima de tudo ao se considerar os altos custos para a produção do hidrogênio verde. Desta forma, torna-se importante, concomitantemente à tentativa de mitigação de emissão de CO2 – e dentro das diversas possibilidades –, aumentar a infraestrutura do hidrogênio verde e o ampliar os subsídios para a diminuição dos seus custos de produção.
REFERÊNCIAS
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