A crise de combustíveis na União Europeia, consequência da guerra entre Rússia e Ucrânia, e os esforços globais por uma transição energética voltada para economia de baixo carbono, são, hoje, os principais drivers que validam e impulsionam iniciativas pela ampliação da oferta de fontes renováveis, entre as quais o hidrogênio verde (H2V) vem ganhando atenção especial na agenda de países carentes de alternativas de suprimento.
É um promissor cenário que coloca o Brasil como um potencial protagonista de peso, graças à sua matriz energética, cuja composição apresenta participação crescente das fontes eólica e solar, com destaque para segunda, com rápido avanço à média de 1 Gigawatt (GW) por mês, somando atualmente mais 20 GW de capacidade instalada.
O principal diferencial do H2V — e daí a sua valorização atual — é ser resultado de eletrólise, processo limpo de produção que envolve o uso de energia renovável na decomposição das moléculas de água, separando o hidrogênio do oxigênio. Não há carbono nessa cadeia, o que não acontece com certas formas convencionais de produção de hidrogênio, a depender da rota utilizada, em que há liberação de até 10 kg de CO2 por 1kg de hidrogênio produzido.
O hidrogênio preto, por exemplo, é obtido a partir da gaseificação do gás de carvão tipo antracito, enquanto o marrom vem do carvão tipo hulha. Já o cinza surge da reforma do gás natural sem uso de meios de captura de carbono, ao passo que o azul se origina de vários insumos fósseis, mas com sistemas de captura de carbono na rota de produção. E há ainda o hidrogênio verde musgo, que resulta de biomassa, além do turquesa, obtido do craqueamento térmico do gás metano, sem geração de carbono.
Com múltiplas aplicações em vista, expressiva capacidade de descarbonização e projeção de preços competitivos, o H2V tornou-se foco preferencial de investimentos expressivos, tanto da parte de governos como da parte de grandes companhias transnacionais, que travam hoje uma disputa acirrada pela dianteira nessa promissora frente de novos negócios.
Objetivo central é modificar seus meios tradicionais de obtenção e direcioná-lo também, em volumes de dimensões inéditas, para substituição de insumos fósseis, como forma de reduzir emissões de gases de efeito estufa (GEE) e mitigar a dependência energética de países ainda fortemente sujeitos ao mercado de petróleo e gás.
A vantagem adicional do hidrogênio é que seu poder calorífico é quase três vezes superior ao do diesel, da gasolina e do gás natural. Vale ainda lembrar que no Acordo de Paris, firmado em 2015, ficou estabelecido que os países signatários precisam reduzir em 60% os GEE até 2050, meta difícil de ser alcançada, mas que com o incremento da oferta de hidrogênio verde há chances mais positivas desse compromisso ser atingido.
A produção mundial de hidrogênio convencional, hoje, gira em torno de 100 milhões de toneladas anuais (mt/ano), segundo a Agência Internacional de Energia (AIE), com destinação predominante a processos industriais, envolvendo refino de petróleo e produção de fertilizantes, além de emprego em siderúrgicas e na indústria química.
A partir do uso de energias renováveis, a expectativa é fazer a oferta de H2V chegar, em 2050, a 600 mt/ano, segundo projeção do Hydrogen Council, entidade que congrega os produtores mundiais de gases. Ou, nesse mesmo horizonte, atingir, pelo menos, 409 mt/ano, conforme previsão da International Renewable Energy Agency (Irena).
No primeiro cenário, calcula-se alcançar 22% da produção mundial de energia, com investimentos estimados em US $160 bilhões. A segunda hipótese de oferta limita a participação do H2V a 12% da demanda global de energia, mas sem previsão disponível no momento quanto ao desembolso de recursos. Quanto a preços, o hidrogênio produzido a partir de energia renovável ainda é caro.
Está na faixa de US $6/kg, segundo dados da Irena. Mas, em contrapartida, a partir dos investimentos globais previstos, somados ao efeito de larga escala, há a possibilidade de que o preço do H2V fique em torno de US$ 1 a US$ 2/kg, por volta de 2020, tornando-o assim atrativo e comercializável em larga escala. O projeto REPowerEU, anunciado recentemente pela Comissão Europeia, em resposta à crise energética que atinge o bloco, é uma das iniciativas em andamento que inclui H2V em seus diversos programas.
Como o que pretende descarbonizar 30% da fabricação primária de aço até 2030, substituindo o gás natural de origem russa. A proposta aponta para uma disponibilidade de 20 milhões de toneladas de H2V, ao mesmo tempo em que serão desembolsados € 200 milhões para a pesquisa.
Como a geração local de energia renovável na Europa já é quase toda absorvida pela demanda por eletricidade em geral, grandes volumes de H2V terão que ser importados. Chile, Austrália, China, e Arábia Saudita despontam atualmente como fortes candidatos a serem os principais fornecedores externos.
O Brasil tem várias condições a seu favor para disputar uma posição de destaque no clube de exportadores de H2V, desde que venha a cumprir alguns requisitos críticos, segundo aponta um estudo recente da consultoria McKinsey Company. A projeção é de que será possível suprir a demanda interna e ainda haverá um promissor excedente exportável porque, em termos geográficos, há facilidade estratégica para alcançar a Europa e a Costa Leste dos Estados Unidos.
A consultoria enxerga que seria possível viabilizar uma oferta total de H2V avaliada em US $15 bilhões a US $20 bilhões até 2040. A maior parte desse potencial, estimada em US $10 bilhões a US $12 bilhões, se destinaria ao consumo doméstico, com o energético voltado especialmente para substituição de diesel em caminhões e para aplicação na siderurgia, dentre outros usos industriais.
O agronegócio seria outro setor de destinação do H2V, impulsionando a produção local, uma vez que 95% do fertilizante consumido vem de fora, sendo que o Brasil é o 4º maior país demandante. Como condição para alcançar esse nível de disponibilidade de H2V, a McKinsey entende que o Brasil vai ter que desembolsar US $200 bilhões em investimentos.
Adicionalmente, seria necessário acrescentar à atual matriz elétrica mais 180 GW de geração de energia renovável, o que elevaria a capacidade instalada local a algo em torno de 360 GW. A expectativa é de que, até 2040, os recursos eólico e solar representem, respectivamente, 10% e 2% desse total.
Com esse cenário concretizado, ainda de acordo com o estudo da McKinsey, o Brasil teria condições, em 2030, de oferecer H2V a US $1,50/kg, colocando-se em condições competitivas para disputar mercados com Estados Unidos, Austrália e Arábia Saudita.
Independente, porém, do roteiro estruturado pela consultoria, já existem no país mais de duas dezenas de iniciativas para instalação de projetos de H2V, envolvendo grandes empresas nacionais e internacionais, com apoio de governos estaduais, em especial do Nordeste e do Sul.
Outra vantagem competitiva para a produção de hidrogênio verde no Brasil, graças à sua matriz diversificada, é que há também pesquisas e experimentos em andamento para obtenção de H2V a partir de outras rotas. Uma delas prevê usar biogás produzido de resíduos orgânicos provenientes da cana-de-açúcar e uma segunda se vale do uso de etanol como insumo principal.
No primeiro caso, com investimento de R$ 20 milhões, a ideia é obter hidrogênio verde a partir da reforma do vapor de metano oriundo de biogás. Plantas de demonstração deverão entrar em operação em 2023.
Importante observar que esses projetos, em diferentes estágios de desenvolvimento, seguem adiante sem contar ainda com um plano articulado pelo governo federal ou mesmo regulação básica, que deverá envolver articulações entre Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) e Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), entre outros órgãos.
Somente em agosto deste ano é que foi anunciado o lançamento do Programa Nacional do Hidrogênio (PNH2), com respectiva estrutura de governança. Ele se desdobra em 6 eixos temáticos, sendo que diversas ações, segundo afirma o governo, já tiveram início, incluindo a cooperação internacional e estudos de planejamento energético com foco no papel do hidrogênio no Brasil. Também foi estabelecida a estrutura que compreende um comitê gestor (Coges-PNH2), já com as indicações dos nomes dos participantes.
Ao mesmo tempo, no Congresso Nacional, tramita o Projeto de Lei (PL) 725/2022, que tem como objetivo disciplinar a inserção do hidrogênio como fonte de energia no Brasil, mas, além disso, pretende ainda estabelecer parâmetros de incentivo à produção e uso do H2V.
De ponto positivo imediato, apesar do vácuo na legislação e da ausência de uma orientação predefinida do lado do Poder Concedente, o governo, por meio do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES), já começa a oferecer linhas de financiamento ao mercado.
Também favorável ao Brasil, é o fato de que o país deve passar a liderar um grupo de trabalho global sobre certificação de energia e hidrogênio renovável. A Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE) vai debater em âmbito internacional quais os atributos que serão considerados para a definição de sustentabilidade do H2V. O trabalho será realizado junto a integrantes de outros países interessados, com a apresentação de um modelo de certificação por volta de 2023.
Se, por um lado, há várias condições atrativas – ou já em fase de viabilização – para ampliar exponencialmente a oferta de hidrogênio verde e sua diversificação de usos, há, em contrapartida, algumas questões importantes que precisam ser solucionadas para que a dinâmica de movimentação atual não venha a perder velocidade no meio do caminho.
Uma das dúvidas recorrentes é se a capacidade industrial disponível no mundo hoje daria conta de atender à crescente procura por eletrolisadores e a que preços. Grande parte da fabricação desses equipamentos é feita na China, país que vem enfrentando graves problemas, ainda por conta dos reflexos da pandemia de COVID 19.
Há escassez de energia, o que tem feito várias indústrias reduzirem suas jornadas. Também por conta do gargalo elétrico, haveria, em princípio, prioridade para atendimento de programas internos de produção de H2V, colocando a exportação em segundo plano.
Um outro desafio, esse bastante sério em tempos de mudanças climáticas, é a disponibilidade de água, principal insumo no processo de eletrólise, fora a energia elétrica. Em média, a depender do processo, a fabricação de 1kg de hidrogênio verde exige 9kg de água.
Ou seja, é imperativo uma definição de áreas para a instalação de complexos de eletrolisadores em que a atividade não dispute recursos hídricos limitados e atualmente reservados para consumo humano. Uma saída para vencer essa barreira, segundo especialistas, poderia estar na dessalinização da água do mar ou no aproveitamento da água de reúso.
O transporte seguro do gás também é um ponto complicado que requer muita atenção, principalmente do ponto de vista normativo e fiscalizatório, quando se planeja movimentações do produto em uma escala que, em breve, atingirá patamares sem precedentes. Apesar de ocorrido em 1937, está vivo ainda na memória mundial, o terrível acidente sofrido pelo dirigível Hindenburg, movido a hidrogênio, o que pode, eventualmente, causar algum preconceito por parte da sociedade.
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