A utilização das tecnologias da cadeia de produção, armazenamento e aplicação do hidrogênio é o passo certo para impulsionar a transformação energética e enfrentar os desafios da emergência climática com inovação porque, quando ele é produzido em um arranjo tecnológico sustentável, que chamamos de hidrogênio verde ou renovável, agrega sustentabilidade à economia, além de um poderoso e limpo vetor para outros combustíveis.
A importância do hidrogênio verde se dá pela capacidade de descarbonizar setores de difícil eletrificação direta, da redução das emissões de gases do efeito estufa (GEE), de melhorar a segurança energética dos países e de contribuir para a transição à economia de baixo carbono.
Tem interesse por esse tema? Então, este artigo vai de encontro à sua necessidade. Neste conteúdo, você vai entender melhor o que é o hidrogênio verde, seu papel na transição energética, as possibilidades de uso nas indústrias, no transporte e a atuação do PTI nesse setor. Confira!
Quais são os tipos de hidrogênio existentes?
O hidrogênio pode ser classificado a partir do método de obtenção, no qual, sendo o recentemente publicado pela EPE (2021), a nomenclatura de cores pode indicar qualitativamente o quão sustentável foi o processo de produção do gás. De acordo com essa nomenclatura, os principais tipos de hidrogênio são: cinza, azul, verde, preto, rosa, turquesa e branco.
Saiba mais sobre cada um deles.
Cinza
O hidrogênio cinza é o mais comum nas indústrias petroquímica devido a sua produção ser originária do gás natural e possuir menor custo de produção.
Ele é usado como insumo químico em processos petroquímicos e, em no seu uso não gera emissões de gases de efeito estufa, mas seu processo de obtenção não é livre de emissões, pois a sua obtenção por meio do gás natural usando a reforma catalítica à vapor gera, além do hidrogênio, dióxido de carbono.
Azul
O hidrogênio azul também é produzido pelo mesmo método de reforma catalítica a vapor. A diferença para o cinza é que o carbono liberado é capturado e armazenado, o que reduz as emissões na atmosfera, mas ainda ao longo do seu processo de produção ainda não o elimina por completo, sendo por isso também conhecido por “hidrogênio de baixo carbono”.
Verde
O hidrogênio verde não gera emissões em todo o seu ciclo de vida, pois utiliza energias renováveis no processo de produção, tornando-o uma verdadeira fonte de energia limpa. É feito pela eletrólise da água usando eletricidade limpa criada a partir do excedente de energia renovável da energia eólica e solar.
No Brasil, o uso de energia elétrica proveniente de fonte hidráulica também é considerado, já que em muitos casos, as usinas possuem emissões nulas de carbono.
Preto
O hidrogênio preto é obtido pelo uso de carvão como fonte primária. Dessa forma, o dióxido de carbono é liberado no ar e o hidrogênio preto é considerado o mais prejudicial ao meio ambiente. Contudo, ainda assim, o processo é utilizado em muitas indústrias.
Rosa
O hidrogênio rosa é também produzido por eletrólise cuja fonte é obtida por energia nuclear. Os especialistas também se referem à produção desse tipo de hidrogênio por métodos nucleares, como hidrogênio roxo ou vermelho.
Turquesa
O hidrogênio turquesa utiliza o processo de pirólise do metano para produzir hidrogênio. Os arranjos técnicos ainda buscam soluções para a captura e armazenamento do carbono gerado de forma ambientalmente correta.
Branco
O hidrogênio branco é naturalmente produzido em regiões subterrâneos. É extraído por meio do fracking (fraturamento hidráulico), ou seja, perfuração da terra com água pressurizada contendo areia e produtos químicos aplicados na rocha para liberar o gás.
O que é hidrogênio verde?
O hidrogênio verde é um produto de grande valor para as indústrias por ser um vetor de descarbonização, pois sua produção e uso não gera emissões de GEE.
Com isso, o hidrogênio verde foi considerado um dos pilares estratégicos para a transição energética para descarbonização da economia, conforme o Plano Nacional de Energia 2050, no Brasil, e também na União Europeia, uma vez que em 2023 foi assinado um plano de recuperação econômica pós-COVID dando continuidade ao Green Deal; a ideia é produzir 1 milhão de toneladas de hidrogênio verde por ano.
Contudo, é importante lembrar que hidrogênio não é considerado uma fonte primária de energia, mas sim um vetor de energia limpa e sustentável.
Por que produzir hidrogênio verde?
O principal motivo que justifica a produção de hidrogênio verde é a sustentabilidade.
Reduzir a dependência dos combustíveis fósseis e promover a utilização de fontes de energia limpa e renovável são grandes objetivos (e desafios) das empresas preocupadas em melhorar a sociedade e o meio ambiente.
Outro ponto de destaque é a capacidade de armazenamento e transporte. O hidrogênio verde pode ser armazenado em abundância, tornando-se uma opção para guardar energia renovável gerada a partir de fontes intermitentes, como a energia solar e a energia eólica.
Como se produz o hidrogênio verde?
O hidrogênio é denominado “verde”, ou sustentável, quando a emissão global de CO2 no processo de geração é nula ou negativa. Um exemplo é a produção pelo processo da eletrólise da água (gerando como produto moléculas de hidrogênio e oxigênio) com o uso da eletricidade de origem renovável.
Confira, a seguir, algumas possibilidades de se produzir o hidrogênio verde.
Eletrólise da água
O hidrogênio verde é obtido por meio de um processo de eletrólise cuja fonte de energia se dá por processos renováveis, como a eólica ou solar. A eletrólise consiste no uso de uma corrente elétrica para quebrar eletroquimicamente a molécula de água em oxigênio (O2) e hidrogênio (H2), dois produtos não poluentes.
Aplicações do hidrogênio verde em diferentes indústrias
O hidrogênio verde já é protagonista da próxima transição energética adotada pelas principais economias do mundo. Dessa forma, o gás é central para atingir a redução de emissão de carbono na natureza e, por conseguinte, combater as mudanças climáticas.
Em entrevista, nossos especialistas do Centro de Tecnologia de Hidrogênio do PTI-BR trazem cinco possibilidades de aplicação do hidrogênio verde nos setores:
- transporte: utilizado como combustível para veículos de grande porte, como caminhões, ônibus e maquinários agrícolas. Essa tecnologia é promissora porque os veículos beneficiados obtêm autonomia semelhantes aos movidos a combustível fóssil, que é uma premissa para sua logística operacional, mas sem emitir poluentes atmosféricos
- energia: geração de energia sustentável e contínua em regiões isoladas ou desprovidas do Sistema Interligado Nacional (SIN), o hidrogênio verde é utilizado para gerar eletricidade em residências, edifícios comerciais ou indústrias. O hidrogênio verde serve também para ser armazenado como backup de energia elétrica gerada por fontes intermitentes e sazonais, como a energia eólica, a energia solar e hidráulica. Nesse caso, o hidrogênio limpo é armazenado para ser utilizado quando necessário;
- indústria: devido à sua versatilidade, pode ser matéria-prima para fertilizantes, produtos petroquímicos e materiais sintéticos.
Hidrogênio verde: por que ele promete ser tendência para o futuro?
Os especialistas do Centro de Tecnologia de Hidrogênio do PTI-BR citaram 3 motivos que fazem com que o hidrogênio verde, ou seja, produzido pela eletrólise, seja a próxima tendência do mercado:
- Sustentabilidade: é uma rota tecnológica que possibilita a escalabilidade e principalmente o aproveitamento abundante da energia elétrica limpa da matriz brasileira, pois o único resíduo gerado na obtenção do hidrogênio verde é calor;
- Estratégico: advém de recursos naturais abundantes no país (água, sol, vento, etc.);
- Segurança: é armazenável por longos períodos de tempo, garantindo segurança energética ao país;
- Versatilidade: é multipropósito devido ao seu uso como combustível (direto ou na produção) ou insumo químico.
O que tem sido trabalhado sobre hidrogênio verde no PTI-BR
O Centro de Tecnologias de Hidrogênio do PTI vem atuando na rota de eletrólise há mais de 10 anos e contém toda a infraestrutura de equipamentos para a produção, o armazenamento e a aplicação desse hidrogênio.
Conheça a rede de parcerias e inovações que a nossa equipe conquistou durante os últimos anos:
Furnas
Em parceria com o Cepel, o Centro de Tecnologias de Hidrogênio do PTI-BR está desenvolvendo para Furnas o primeiro sistema de geração de energia elétrica sustentável a partir do hidrogênio verde utilizando tecnologia inovadora para o seu armazenamento.
O objetivo desse projeto é criar um sistema de armazenamento de hidrogênio no estado sólido, uma maneira de armazenar maiores quantidades de hidrogênio de forma segura, que será integrado com uma célula à combustível de elevada eficiência para a geração de energia elétrica sustentável.
O sistema tem elevado potencial para aplicações em segurança energética. O projeto desenvolve também um sistema inteligente para o controle e gerenciamento de diferentes tecnologias de hidrogênio que será implementado na UHE de Itumbiara-FURNAS.
Empresa de Pesquisa Energética – EPE
O Parque Tecnológico Itaipu, em um acordo de cooperação com a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), tem atuado em um projeto de mapeamento do potencial energético focado em estimativas de viabilidade técnica e econômica no mercado de energia, em especial, nos temas hidrogênio, microrrede e recursos energéticos distribuídos.
Diversos resultados são esperados por meio da realização desse projeto, como melhoria da assistência e assertividade na elaboração de projetos tecnológicos com parceiros, além de proporcionar fomento e esclarecimento ao público em geral sobre o potencial energético do Brasil.
CTG Brasil
Em parceria com o SENAI-SC, o PTI está desenvolvendo para o CTG Brasil o primeiro conversor de gestão inteligente para despacho de energia otimizada na produção de hidrogênio verde.
O objetivo do projeto é desenvolver o conversor multiportas para geração local de hidrogênio verde por meio da integração de sistemas fotovoltaicos, eólicos e de armazenamento de energia.
O conversor será validado na Planta Experimental do Centro de Tecnologias de Hidrogênio do PTI, um espaço voltado para o desenvolvimento, demonstração e validação de tecnologias de hidrogênio.
AHK startups
Em parceria com o CIBiogas, o PTI atuou junto com a Câmara de Comércio e Indústria Brasil-Alemanha (AHK Rio) no desenvolvimento do primeiro Programa de Inovação em Hidrogênio Verde no Brasil.
Quer saber mais sobre o tema? Leia aqui.
ITAE-PTI estratégia
Em parceria com o ITAE (Institute of Advanced Energy Technologies) da Itália, o Centro de Tecnologias de Hidrogênio do PTI-BR publicou estratégias de como levar as pesquisas tecnológicas em hidrogênio verde como novas oportunidades de mercado.
O artigo científico foi publicado em um dos periódicos científicos mais importantes no tema, o “International Journal of Hydrogen Energy”.
Quer saber mais sobre o tema? Leia nesta reportagem.
ONU – Diálogo de Alto Nível
Em parceria com o MME, o Centro de Tecnologias de Hidrogênio do PTI participou do Diálogo de Alto Nível da ONU (Organização das Nações Unidas). O Parque Tecnológico de Itaipu participou do Diálogo de Alto Nível da ONU no tema energia, apresentando ao mundo, com o Ministério de Minas e Energia, o Pacto Energético Brasileiro sobre o Hidrogênio.
Quer saber mais sobre o tema? Leia as contribuições neste texto.
Conheça o PTI
Para acompanhar as novidades do hidrogênio verde no país, siga o Parque Tecnológico de Itaipu nas redes sociais e as atualizações no blog e no site.
Dúvidas? Entre em contato conosco pelo e-mail: negocios@pti.org.br ou pelo link: https://bit.ly/comercial01ptibr