Porque é que estamos a falar de hidrogénio “verde”?
Hidrogénio: um gás não tão novo
O hidrogénio é o primeiro elemento químico do universo. Invisível, inodoro e leve, este gás é utilizado há muito tempo em diversos sectores industriais. Em França e noutros países, é utilizado nas indústrias química, de refinação, de fertilizantes e aeroespacial. No entanto, o público em geral ainda não está muito familiarizado com o hidrogénio.
Até agora, o hidrogénio produzido provinha principalmente de fontes fósseis (petróleo, carvão, gás natural). Estes processos são eficientes, mas emitem muito carbono, o que contradiz a lógica da transição energética. É aqui que entra o hidrogénio verde, obtido a partir da água e das energias renováveis, uma verdadeira revolução neste domínio.
As diferentes “cores” do hidrogénio
Falamos frequentemente das “cores” dohidrogénio para distinguir os processos de produção.
- Hidrogénio cinzento: produzido a partir da reforma a vapor do gás natural, representa 95% da produção mundial. Mas cada quilo gera cerca de 10 quilos de CO₂.
- Hidrogénio azul: idêntico ao cinzento, mas o carbono é parcialmente capturado e armazenado.
- Hidrogénio turquesa: obtido por pirólise do metano.
- Hidrogénio verde: o mais promissor, porque se baseia na eletrólise da água utilizando eletricidade renovável (solar, eólica, hidráulica, biomassa). Este processo não emite carbono e oferece uma solução sustentável para descarbonizar os nossos sectores.
Esta classificação ilustra claramente o que está em jogo: só o hidrogénio verde satisfaz plenamente os objectivos de desenvolvimento sustentável e de redução das emissões.
Uma resposta aos desafios das alterações climáticas
Face ao aquecimento global e ao aumento das emissões de gases com efeito de estufa, o hidrogénio verde é visto como uma solução fundamental. Produz uma energia renovável, armazenável e transportável, que pode ser utilizada numa vasta gama de sectores: mobilidade, aquecimento, indústria ou rede eléctrica.
Em França, há um número crescente de projectos para apoiar esta implantação, em conformidade com as políticas europeias de transição energética. O objetivo é claro: utilizar este gás para substituir progressivamente os combustíveis fósseis, melhorar a gestão da energia e reduzir a nossa dependência dos combustíveis fósseis.
Como é que o hidrogénio verde é produzido a partir da água?
Eletrólise: uma tecnologia chave
A eletrólise da água é o processo que permite produzir hidrogénio verde. O princípio é simples de compreender: faz-se passar uma corrente eléctrica através da água para separar os seus dois componentes: o hidrogénio e o oxigénio.
- O hidrogénio produzido pode ser armazenado em tanques e utilizado como combustível.
- O oxigénio, um subproduto natural do processo, pode ser libertado em segurança para a atmosfera.
Existem vários tipos de electrolisadores: alcalinos, de membrana de permuta de protões ou de alta temperatura. Cada uma destas tecnologias tem as suas próprias vantagens em termos de eficiência energética, custo e duração de vida.
O papel crucial das energias renováveis
A produção de hidrogénio verde depende da eletricidade renovável. Sem energias renováveis (eólica, solar, hídrica, biomassa, nuclear com baixo teor de carbono), a eletrólise perde todo o interesse.
Por exemplo, ligando painéis fotovoltaicos diretamente a um eletrolisador, o hidrogénio pode ser produzido a partir do sol. Da mesma forma, a energia hidroelétrica ou geotérmica pode ser utilizada para alimentar o sistema.
Desta forma, o hidrogénio verde torna-se uma solução energética flexível, capaz de armazenar o excedente de eletricidade renovável durante os períodos de elevada produção, libertando-o depois através de células de combustível ou de combustão.
Limites actuais
Apesar das suas vantagens, o hidrogénio verde enfrenta uma série de desafios:
- Custo elevado da eletrólise e da implantação da infraestrutura.
- A eficiência energética continua a ser limitada em comparação com os combustíveis fósseis.
- Necessidade dos materiais e tecnologias mais recentes para melhorar a produção.
Em França, como noutros países, os poderes públicos financiam projectos-piloto para baixar os custos e favorecer a industrialização. A ideia é que, dentro de alguns anos, a produção em massa de hidrogénio verde seja competitiva em relação aos combustíveis fósseis.
Que aplicações para o hidrogénio verde no futuro?
Nos transportes
Uma das principais utilizações do hidrogénio verde é a mobilidade. Graças à pilha de combustível, este gás pode alimentar veículos (automóveis, autocarros, comboios, camiões).
Ao contrário de uma bateria eléctrica, uma pilha de combustível converte o hidrogénio em eletricidade instantaneamente, sem combustão direta, e os gases de escape emitem apenas água.
Estão já em curso projectos em França, nomeadamente para equipar comboios regionais e autocarros urbanos, com o apoio do governo. Este sector poderá representar uma solução importante para descarbonizar os transportes públicos e reduzir o impacto ambiental das cidades.
Na indústria e nos edifícios
O hidrogénio verde pode também substituir os combustíveis fósseis na indústria. Na indústria siderúrgica, por exemplo, pode substituir o carvão para reduzir as emissões. No sector do aquecimento, pode complementar ou substituir o gás natural.
Nos edifícios, o hidrogénio produzido por eletrólise pode ser utilizado para o aquecimento doméstico, em complemento das bombas de calor ou dos sistemas térmicos híbridos. Estas soluções são ainda experimentais, mas oferecem um potencial real de redução do consumo de energia nas habitações.
Rumo a uma revolução energética global?
A longo prazo, o hidrogénio verde poderá tornar-se um vetor energético central, à semelhança da eletricidade. Oferece uma forma única de armazenar energia e de a redistribuir de acordo com as necessidades sectoriais.
Muitos países estão a investir maciçamente nesta tecnologia, incluindo o Japão, a Alemanha, a Coreia do Sul e a Austrália. Em França, estão a ser realizados vários projectos-chave por empresas, autarquias locais e associações, com o apoio do governo e da União Europeia.
A implantação do hidrogénio verde faz parte de uma visão mais ampla da transição energética, que visa descarbonizar os nossos sistemas e reduzir a nossa dependência dos combustíveis fósseis.
Água, a fonte de energia do futuro?
O hidrogénio verde, produzido a partir da água e das energias renováveis, ainda não é uma solução milagrosa. Mas é uma resposta credível aos desafios da transição energética e das alterações climáticas.
Graças aos progressos tecnológicos, à diminuição dos custos e ao apoio a projectos-piloto, poderá desempenhar um papel importante na redução das emissões, na gestão dos recursos e no futuro da produção energética mundial.
Das pilhas de combustível às grandes redes industriais, o hidrogénio está a tornar-se um ator essencial. Por outras palavras, esta energia limpa derivada da água poderá transformar a nossa vida quotidiana nos próximos anos.
