O hidrogênio é o elemento químico (átomo) mais simples, leve, abundante, com menor número atômico (1), logo, o primeiro átomo a surgir no universo após o Big Bang e a base de toda a matéria, caracterizando-se por um próton em seu núcleo e um elétron orbitando em volta de sua massa nuclear, tendo como características naturais ser incolor, inodoro e inflamável.

Por si só se não bastassem ditas peculiaridades, o hidrogênio é um condutor natural de energia, dessa forma, a par da decomposição química[1] de qualquer molécula[2] que o (H2) contenha o resultado poderá ser utilizado para o armazenamento, transporte e fornecimento de energia livre de CO2 (dióxido de carbono).

Ainda, apesar da temática enquanto fonte energética ter mais recentemente voltado aos holofotes acadêmicos e econômicos, tudo como consequência do input originário da guerra entre a Rússia e a Ucrânia que arrastou o Continente Europeu para uma crise energética com a descontinuidade do fornecimento de gás natural russo para, principalmente, a Alemanha, o hidrogênio enquanto matriz energética é muito conhecida de todos, a destacar, por exemplo, o desenvolvimento de pesquisas no âmbito de universidades brasileiras a partir da década de 70 (Unicamp, Laboratório do Hidrogênio, em 1975) com o objetivo de minimizar os efeitos deletérios da crise do petróleo, iniciativas que foram abandonadas com a consequente estabilização do fornecimento internacional de ditos carburantes no principiar do decênio posterior.

Por fim, hodiernamente no Mundo existe uma significativa produção de hidrogênio, assim, segundo o relatório anual Global Hydrogen Review 2024 da Agência Internacional de Energia (IEA) foram produzidas aproximadamente cem milhões de toneladas de hidrogênio (100 mtH₂), contudo, apesar de significar um aumento na produção mundial a quase inteireza deste número, qual seja, aproximadamente noventa e nove por cento (99%), advém da produção galgada em fontes fósseis, notadamente o gás natural.

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[1] Dessarte, a eletrólise é um processo que utiliza corrente elétrica para decompor um composto químico, o exemplo mais comum é a decomposição da água (H2O) em hidrogênio (H2) e oxigênio (O); a reforma a vapor é o processo industrial comum que envolve a reação de gás natural (metano) com vapor de água para produzir hidrogênio; deidrogenação são os processos que removem o hidrogênio de uma molécula, como a desidrogenação de hidrocarbonetos; e o craqueamento (pirólise) que é a quebra de moléculas complexas de hidrocarbonetos para produzir moléculas mais simples, incluindo o hidrogênio.
[2] O menor agrupamento de dois ou mais átomos, idênticos ou diferentes, que se unem através de ligações químicas, como as covalentes, formando a unidade fundamental de uma substância pura. Ela mantém as propriedades químicas e a composição da substância que representa e pode variar desde estruturas simples, como a água (H₂O), até as macromoléculas complexas encontradas em seres vivos, como DNA e proteínas.

Afora o Entusiasmo, o Que é Realidade?

Em linhas gerais, independentemente da crise global do momento ou dos interesses geopolíticos de cada nação, é fato que a necessidade de descarbonização energética mundial é pauta comum a todos, dessarte, mantidas as tendências globais atuais, mesmo que inatingíveis metas como Race to Zero[1] ou limitar o aquecimento global em 2050 ao máximo de dois graus Celsius (2ºC) quando considerada a temperatura mundial anterior à Revolução Industrial (Acordo de Paris, 2015), a busca por uma matriz energética mais limpa é importante para todos.

Entretanto, apesar da relevância da temática ou dos verdadeiros motes que vocacionaram o hidrogênio enquanto contributo pela busca de uma matriz energética livre da emissão de carbono, existem questões técnicas que deverão ser superadas para que mais uma vez esta excepcional perspectiva não se torne uma simples quimera, logo, simplória digressão intelectual sem verdadeira aplicação prática.

Dessa forma, como será mais adequadamente classificado à frente, o denominado hidrogênio verde é fruto da decomposição química da molécula de água (H2O) por intermédio do uso de eletricidade advinda de fontes renováveis (eólica, solar ou hídrica) e do uso de condutores químicos denominados de eletrólitos, e é justamente pela necessidade do uso de energia elétrica para a eletrólise da água que reside o maior desafio do uso daquele (H2O) enquanto fonte energética, qual seja, o custo econômico para a produção desse insumo (energia elétrica) fundamental para a produção do hidrogênio verde.

E é aí que o Brasil, e notadamente o Nordeste brasileiro, pode se sobressair como um relevante centro produtor de hidrogênio verde, porquanto graças a nossa abundância de água, ventos e sol, sem contar a proximidade geográfica ao Continente Europeu, o hidrogênio verde produzido em terras tupiniquins será indubitavelmente mais barato do que aquele produzido em vários outros países, sem contar que como consequência da excepcional capacidade de condutividade dessa espécie de energia esta poderá adequadamente funcionar como destinatária dos excedentes energéticos solares e eólicos que hoje enfrentam dificuldades em serem absorvidos pelo Sistema Integrado Nacional – SIN.

Logo, como não existe ainda uma forma eficiente de acumular energia elétrica, ou seja, em linhas gerais a energia produzida é injetada no SIN e deve ser consumida, dessa forma, deve existir um hipotético balanceamento entre aquela produzida e a respectiva necessidade de consumo sob pena do sistema colapsar. Ao contrário, o hidrogênio pode ser eficazmente acondicionado em tubos na sua forma gasosa, líquida ou mesmo integrado a outras espécies de matéria, caracterizando-se, assim, como eficiente modal de armazenamento e transporte para a energia elétrica produzida a partir das fontes hídrica, eólica e solar.

Atualmente, existem estudos em desenvolvimento que apontam para a viabilidade técnica do uso da rede de gasodutos em funcionamento para o também transporte do hidrogênio, o que pode ser bastante salutar haja vista a densidade volumétrica deste ser um terço (1/3) daquela do gás natural, bem como a utilização de poços de petróleo e gás natural desativados ou aquíferos salinos profundos para fins de armazenamento de hidrogênio em maiores quantidades e por interstícios mais longos.

Por fim, segundo estimativas da BloombergNEF, o Brasil poderá se tornar um dos poucos países no Mundo a até 2030 produzir um quilo de hidrogênio verde a um custo de US$ 1,47 (um dólar quarenta e sete centavos), segundo informações veiculadas em 2023.

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[3] Campanha global da ONU cujo objetivo é alcançar emissões líquidas zero de carbono até 2050. O objetivo é reduzir as emissões pela metade até 2030 e, em seguida, eliminá-las por completo, garantindo um futuro saudável, resiliente e com crescimento inclusivo.

Suas Classificações e como Dar-se-á o Seu Uso Mais Eficiente

Metodologicamente, optou-se por classificar o hidrogênio por cores, numa ideia de comunicar o processo produtivo de cada uma das suas espécies aos respectivos impactos ambientes gerados a partir da sua produção, senão vejamos:

o   Cinza: é originário da reforma química do gás natural ou do metano a partir do vapor de água aquecido a altas temperaturas, como consequência também é produzido em grandes quantidades o subproduto dióxido de carbono (CO2), qual seja, o principal causador do denominado “efeito estufa”;

o   Azul: à similitude do hidrogênio cinza, o processo de produção do azul se dá a partir da reforma química do gás natural ou do metano a partir do vapor de água aquecido a altas temperaturas, entretanto, nesse o subproduto dióxido de carbono (CO2) é capturado e armazenado e não liberado na atmosfera;

o   Verde: No Brasil também denominado de hidrogênio de baixa emissão de carbono, é aquele cujo processo de produção dar-se através da eletrólise da água e as fontes de energia elétrica utilizadas no processo produtivo são a hidráulica, a solar e a eólica;

o   Turquesa: Neste processo produtivo novamente se dá a reforma química do gás natural ou do metano com a utilização de vapor de água aquecido a altas temperaturas, entretanto, aqui o subproduto gerado é o carvão sólido, dessa forma, o dióxido de carbono (CO2) liberado no meio ambiente é baixíssimo;

o   Rosa: Na produção do hidrogênio é utilizado energia nuclear e a emissão de dióxido de carbono (CO2) é zero; e

o   Branco ou Natural: Este hidrogênio na verdade é extraído e não produzido, logo, advém em sua condição natural do subsolo e, geralmente, vem associado ao petróleo, neste processo a emissão de dióxido de carbono (CO2) também é zero.

O hidrogênio verde caso haja um barateamento do seu custo de produção, bem como o desenvolvimento de melhores estruturas de armazenamento e transporte, no Brasil poderá facilmente contribuir para a descarbonização de setores produtivos da economia nacional campeões na emissão de gases causadores do “efeito estufa”, a destacar, as produções de cimento, metanol, amônia e aço; mineração; e transporte pesado, como bons exemplos nos quais aquela matriz energética poderá vir a ser utilizada de forma significativa.

Nessa senda, o Rio Grande do Norte poderá se tornar pioneiro no Brasil a partir da utilização do hidrogênio verde como fonte de energia para fornos na produção de cimento, ou seja, na Cidade de Baraúnas ora está sendo desenvolvida a primeira fábrica que utilizará tecnologia desta natureza, dessa forma, numa parceria empresarial entre a CPFL Energia e a Mizu Cimentos dito parque fabril tem previsão de início de funcionamento para 2027.

Um outro dado interessante que serve para fortalecer o ideário da importância da descarbonização de determinados setores da economia mundial, é que, em média já que o potencial poluidor é proporcional à fonte energética utilizada no processo produtivo, para a produção de uma tonelada (1t) de aço são gerados até um vírgula oitenta e cinco tonelada (1,85t) do subproduto dióxido de carbono (CO2).

Destarte, apesar de tratar-se de um desafio hercúleo, com cifras mundiais que podem significar investimentos até 2030 da ordem de setecentos bilhões de dólares (US$ 700 bilhões) para que sejam cumpridas as metas de emissão zero de dióxido de carbono (CO2) até 2050 como previsto do Tratado de Paris, é fato que o uso do hidrogênio como matriz energética deve ser ampliado e, preferencialmente, de forma menos poluente.

FOTO: Reprodução internet