Home » Hidrogênio Verde » Gás e hidrogênio devem viabilizar futuro neutro em carbono
Em entrevista ao Além da Energia, especialistas explicam a adoção do hidrogênio como combustível e a importância do gás natural nesse contexto
Por Redação em 20/05/2021
Visto como a chave para que o mundo tenha um futuro neutro em carbono, o hidrogênio verde está prestes a virar realidade em algumas aplicações. O setor de mineração, por exemplo, deve ser um dos primeiros a se beneficiar do combustível renovável. "Em breve, será possível utilizar hidrogênio verde em diferentes aplicações, nas quais baterias e/o energia elétrica sozinhas não são viáveis, como no transporte pesado e na indústria química", afirma Koen Langie, desenvolvedor de Projetos de Hidrogênio da ENGIE. O especialista veio do Chile para desenvolver o segmento no país.
A vantagem do hidrogênio, sobretudo em caminhões de mineração, se dá pelo nível de eficiência do novo trem de potência. Enquanto no sistema tradicional a eficiência é de 30 a 38%, ao combinar uma célula combustível de hidrogênio com bateria pode-se ultrapassar o percentual de 50 a 60%. Esse é um dos indicadores que levam a acreditar que até 2025 a aplicação deva ser realidade.
E para levar o hidrogênio para esse futuro, o gás natural tem papel primordial. "O gás permite que se comece a gerar energia e/ou calor com hidrogênio verde gradualmente", diz o gerente de Desenvolvimento de Negócios da Área de Gás da ENGIE, Olivier Delprat.
Nesta entrevista ao Além da Energia, os executivos traçam uma linha do tempo para a adoção do hidrogênio, passando pelo gás natural e pelo biogás.
Por que o hidrogênio é visto como a chave para um futuro neutro em carbono?
Koen Langie: Hoje, há uma grande oferta de energias renováveis, mas muito dessa oferta nova é de fontes intermitentes (solar e eólica) e por isso você não consegue chegar a 100% de fontes renováveis para uma aplicação 24h/7 dias por semana. Outras soluções, como baterias, são ainda caras é só permitem resolver isso parcialmente. Nesse contexto, o hidrogênio tem dois direcionamentos. Primeiro ele permitirá tirar energia do sistema elétrico e injetá-la na substituição de combustíveis como por exemplo diesel e querosene, que hoje não contam com solução para descarbonizar. Sobretudo em equipamentos que exigem muito, como veículos na mineração e caminhões rodoviários pesados, onde apenas o uso de bateria não é suficiente, nem economicamente viável.
Então o uso começará por esse tipo de aplicação?
KL: A maior parte do consumo de energia fóssil no Brasil vem do transporte. Então, embora você tenha uma ampla possibilidade de usar energia elétrica a partir de fontes renováveis, será possível utilizar o hidrogênio em todas as outras aplicações onde não é viável usar baterias ou energia elétrica, incluindo o transporte e a indústria química. Ao combinar a expansão das renováveis com o hidrogênio, será mais barato e mais fácil chegar a esse futuro neutro em carbono. Ao mesmo tempo, o hidrogênio verde vai agregar maior flexibilidade ao sistema, graças ao armazenamento indireto de energia que a cadeia de abastecimento do hidrogênio proporciona.
No setor de mineração, como se dará essa adoção?
KL: . No setor de mineração, o hidrogênio possibilitará uma nova geração de grande mobilidade. Isso porque a eficiência dos sistemas tradicionais de combustão é muito baixa (30-38%). Com a célula combustível de hidrogênio, combinando com bateria, a eficiência pode ultrapassar 50-60%, e ao mesmo tempo fornecer autonomia e produtividade suficientes. Onde o hidrogênio garante autonomia suficiente e rápido reabastecimento de combustível, a bateria permitirá recuperar a energia de frenagem, em até 10-15% da energia total necessária.. Isso faz uma diferença enorme no custo operacional e acredito que o trem de potência híbrido de célula combustível de hidrogênio com bateria possa competir com o diesel nessas aplicações já em 2025.
O que precisa acontecer para tornar o hidrogênio verde viável no curto, médio e longo prazos?
KL: Precisamos da energia renovável competitiva e de escala. Por outro lado, precisamos de equipamentos de eletrólise com alta eficiência, mas para isso também precisamos de escala. As empresas que fabricam equipamentos de hidrogênio ainda têm muito espaço para otimização e automatização dentro de seu processo de fabricação.. Mas algumas grandes empresas têm anunciado investimentos em novas instalações de grande escala, após importantes pedidos de compra.
Qual será o ano de inflexão do hidrogênio de uma forma geral?
KL: Nós costumamos prever que será 2030, quando o hidrogênio cinza, aquele que produzimos com gás natural, vai chegar à paridade de preços com hidrogênio verde. Mas isso só vai ocorrer se tiver escala. Ou seja, tem um elemento de profecia autodeclarada nessas previsões.
Esse cenário vale para o Brasil?
KL: Vale não só para o Brasil como para vários países, como a África do Sul ou Austrália. Aqui, temos condições melhores do que lá, pois já temos uma rede elétrica bastante descarbonizada e com preços competitivos. E temos que lembrar que o custo da eletricidade é o principal contribuinte para o preço do hidrogênio verde. Outros exemplos são Chile, Peru, USA, Canada, pois são países que têm bons recursos renováveis e também uma área de mineração forte.
Quais são as outras aplicações do hidrogênio que vão se viabilizando até 2030?
KL: Após o transporte, a indústria química, como na produção de amônia para fertilizante, metanol e hidrogênio flexível. Ou seja, quando o hidrogênio verde tiver paridade de preço com o azul ou cinza, essas aplicações também serão acessíveis. Além disso, serão viáveis projetos de geração de calor em residências e empresas. Também será possível gerar eletricidade com hidrogênio da mesma forma que se gera eletricidade com gás. Célula a combustível é muito eficiente e modular, por isso é possível fazer uma geração de menor porte com uma grande eficiência.
Qual o papel do gás natural nessa transição para o hidrogênio?
Olivier Delprat: Ele permite que se comece a gerar com hidrogênio verde gradualmente. Por exemplo, podemos misturar hidrogênio com gás natural, com diferentes percentuais ou localmente em uma planta ou na própria infraestrutura existente de gasodutos. Uma vez que cruzamos o percentual de 20%, algumas aplicações podem ser afetadas. Nesse caso, será preciso fazer um upgrade da infraestrutura ou trocar tecnologia.
Caminhões a hidrogênio são a aposta da mineradora Anglo American
O Brasil pode vir a ser um exportador de hidrogênio verde?
KL: Sim, mas ainda é difícil estimar o volume de exportação. De acordo com seu roteiro nacional, o governo chileno estima um potencial de exportação de até 24BUSD / ano em 2050. Aqui, certamente será muito mais.
Como o gás do pré-sal conversa com o hidrogênio?
OD: O gás natural é importante para ter a transição até o gás verde. Cerca de 90% do hidrogênio no mundo é gerado com gás natural. Um carro com hidrogênio cinza ou azul vai ser melhor para o meio ambiente do que um carro com o diesel. O gás permite criar um mercado de aplicações para a adoção mais acelerada do hidrogênio. Além disso, existe a tecnologia de captura de CO2, que transforma gás natural em hidrogênio sem a liberação de CO2. Isso pode ser muito bom para a indústria.
O biogás também entre nessa conta?
OD: Acreditamos que sim. Tem um potencial de substituição do gás natural por biometano de forma progressiva, o biometano sendo obtido a partir da purificação do biogás (eliminando o CO2). O Brasil tem um potencial de biomassa para produção de biogás muito grande e é uma energia mais barata. Se formos olhar uma linha do tempo, provavelmente o biogás deveria permitir uma substituição mais acelerada do que o hidrogênio. Este ainda demanda alguns anos mais para se tornar uma solução que seja possível de ser implementada em grande escala. Em alguns países, inclusive, a ideia é que o gás verde possa substituir 100% do gás natural, iniciando por uma mistura nos gasodutos existentes (i.e. em 2050 na França). Também se fala em produzir biometano a partir de outros processos, como o de síntese, onde o gás verde é produzido a partir de um processo químico a alta temperatura utilizando eletricidade renovável.
O que é necessário para ter essa transição entre o gás verde e o hidrogênio?
OD: Será preciso resolver alguns desafios tecnológicos, principalmente no que se refere a dar escala aos equipamentos que vão utilizar hidrogênio. À medida que a produção ganha escala, os processos vão sendo otimizados, os preços caem e vai se adquirindo experiência ao longo do caminho, até que se chegue a um ponto no qual a indústria seja competitiva e confiável.
É possível que haja um blend de hidrogênio, gás e biogás em algum momento nos gasodutos?
OD: Eles podem ser substituídos um pelo outro facilmente, com alguma adaptação em queimadores. Por exemplo, um carro que funciona com GNV pode ser adaptado para queimar gás ou hidrogênio. O blend já é feito em algumas situações mais experimentais e tem uma forte compatibilidade entre um gás e outro. O que está mais perto de nós, contudo, é injetar biometano (um biogás purificado) nas redes de distribuição de gás natural, pois, no fim, são praticamente o mesmo produto. Fazer a mesma coisa com hidrogênio ainda está em fase de pesquisa.
Qual é o potencial de produção de biogás para os próximos anos?
OD: Transformando toda a biomassa possível em energia, seria possível obter progressivamente a partir de 556TWh/ano em energia (85 bilhões de m3/ano). Isso, no entanto, corresponde a uma adoção profunda da tecnologia, descartando possíveis problemas de competitividade. Uma previsão mais factível seria a da Abiogás, de 30 bilhões de m3/ano em 2030, o que corresponde a aproximadamente 5% do consumo nacional atual de energia.
Qual biomassa se está considerando nesta conta?
OD: O potencial de biomassa para produção de biogás provém do setor de saneamento, agropecuário, indústria alimentícia e do setor sucroenergético. Cerca de 50% disso vem da indústria açucareira, 44% da agropecuária e indústria alimentícia e 6% do saneamento.