Na quinta-feira, dia 13 de junho de 2024, os participantes do curso "Matriz Elétrica e Energias Renováveis" foram convidados a uma jornada fascinante pelo mundo do Hidrogênio Verde. Ministrada por Eduardo Coelho Aulicino, engenheiro civil, e sob a coordenação da Dra. Miriam Falótico, bióloga e analista de meio ambiente, a aula destacou a importância de compreender e discutir a fundo este tema, que promete revolucionar o setor energético.

O objetivo da aula era apresentar o modelo básico de funcionamento de um motor elétrico que utiliza o hidrogênio como fonte de energia. Isto foi cumprido, ainda que o rumo das explicações tenha adentrado muitos outros focos. Para contextualizar, Eduardo Aulicino iniciou com uma abordagem teórica sobre o próprio elemento do hidrogênio. Ele destacou sua posição na tabela periódica, como o elemento mais leve, porém mais abundante do universo, sua presença na água e no sol, sendo um elemento essencial para a vida, além de seu papel fundamental como fonte de combustível limpo para o planeta.

Ele lembrou de alguns eventos históricos que contribuíram para um maior entendimento do hidrogênio, como a trágica explosão do dirigível Hindenburg em 1937, que resultou em uma investigação detalhada sobre os riscos associados ao uso do hidrogênio como gás de elevação. Mencionou também o Hangar Zeppelin, localizado no Rio de Janeiro, marco histórico que remete à era dos dirigíveis e à importância do hidrogênio na aviação do passado.

A discussão avançou para as diferentes formas de produção e utilização do hidrogênio atualmente. Produzido a partir de combustíveis fósseis, o Hidrogênio Cinza é o mais utilizado, comum em vários processos industriais (na siderurgia, metalurgia, refinarias de petróleo, indústria farmacêutica e até alimentícia), mas não é sustentável devido às suas emissões de carbono. O Hidrogênio Azul, proveniente do gás natural, por mais que seja produzido aliado à tecnologia de captura e armazenamento de carbono (CCS), reduzindo suas emissões, também é derivado de combustíveis fósseis e não pode ser considerado como uma fonte energética, de fato, limpa.

Já o Hidrogênio Verde, ponto focal da aula, obtido através da eletrólise da água com o isolamento do hidrogênio, é uma fonte verdadeiramente limpa e renovável. Eduardo convidou, então, os alunos a refletirem sobre a viabilidade econômica da produção de hidrogênio por eletrólise, considerando principalmente a eficiência dos sistemas de eletrólise, que varia entre 60% e 80%. Há ainda muitos desafios para o avanço da eficiência e durabilidade dos eletrolisadores, reduzindo também os custos operacionais ao longo da vida útil deles.

Com tudo isso em vista, Aulicino apresentou a sua opinião quanto à necessidade de uma transição urgente para o hidrogênio "esverdeado", ou meio verde, como alternativa viável de curto e médio prazo. Eduardo defendeu essa abordagem, destacando a capacidade de aproveitar mercados já consolidados e ciclos produtivos existentes, como os da agricultura, para uma produção, ao menos, neutra em emissões de carbono. Mas como poderíamos iniciar esse processo?

A cana-de-açúcar foi o exemplo utilizado. Ela é cultivada e colhida. O suco da cana é fermentado para produzir etanol, um biocombustível que já é amplamente utilizado no Brasil, especialmente em veículos flex. Ainda que no processo de reforma a vapor do etanol para a liberação do hidrogênio (H?) haja também o dióxido de carbono (CO?) como resultado, o professor enfatiza que este carbono é verdadeiramente neutro porque o carbono no etanol veio originalmente do CO? atmosférico absorvido pelas plantas de cana-de-açúcar. Assim, quando o etanol é queimado ou processado, o CO? liberado é, em teoria, o mesmo CO? que foi absorvido durante o crescimento da cana, não contribuindo adicionalmente para o aumento do CO? atmosférico.

Além disso, Eduardo Aulicino mencionou a possibilidade de aproveitar o carbono em formas úteis, como fertilizantes ou combustíveis sintéticos. Ou seja, o processo aproveita a capacidade natural das plantas de sequestrar CO? da atmosfera, fechando o ciclo de carbono e aproveita processos existentes para criar soluções de hidrogênio mais limpas para viabilizar a transição energética sustentável.

A ideia é criar um caminho intermediário enquanto se desenvolvem mas não se implementam tecnologias mais avançadas e completamente verdes. A iniciativa já existente entre a USP, o Senai, a Shell Brasil, a Raízen e a Hytron foi um marco importante para essa linha produtiva. O projeto ilustra uma cooperação entre a academia e o setor privado para acelerar a inovação e a implementação de soluções sustentáveis, colocando o Brasil em uma posição de liderança na transição energética global.

Ao focar na produção de hidrogênio a partir do etanol, esta parceria não só aproveita as forças existentes do país na produção de biocombustíveis, mas também aponta um caminho viável para a descarbonização do transporte e outras indústrias. Eduardo brincou, “se eu fosse o presidente do país, investiria logo em aproveitar o que temos hoje e adicionar transformadores nos postos”, pensando na logística e no mercado do setor automobilístico brasileiro, definitivamente o polo potencial mais atrativo de investimentos.

Neste ponto da aula, surgiram questões sobre a segurança do transporte de hidrogênio, já que a sua inflamabilidade foi mencionada no começo da aula. Assim como se trata todos os outros gases, em geral é feita a compressão do hidrogênio para armazenamento e transporte, com válvulas e sistemas de segurança próprios. Particularmente, o hidrogênio pode ser transportado diretamente, liquefeito ou comprimido, e indiretamente, pelo metanol, etanol, biometano, pela amônia, entre outros compostos.

Finalmente, Eduardo se referiu ao empecilho do valor de custo da bateria elétrica, que utiliza de recursos escassos como níquel, lítio e cobalto em sua composição. No entanto, alternativamente à outras energias renováveis, a célula de combustível automotiva permite a produção contínua de eletricidade. Na matriz energética de uma região ou país, ter diferentes fontes de energia é essencial para garantir um fornecimento seguro e contínuo. A introdução de tecnologias como as células de combustível automotivas oferece uma solução adicional que pode complementar as energias renováveis, ajudando a estabilizar a oferta de energia e promovendo uma transição para sistemas de energia mais limpos e resilientes.

Como bem lembrado pelo engenheiro, “o carro elétrico já é uma realidade” e “a transição para um carro elétrico movido a hidrogênio é mais acessível”. Fora toda a questão de logística da qual os postos já se aproveitariam com a instalação de contêiners transformadores de etanol em hidrogênio, há também a possibilidade de descentralização da produção, tornando o hidrogênio comercialmente viável para locais remotos ou áreas com infraestrutura energética limitada. Um exemplo citado foi o estado de Roraima. A ideia é que sistemas (kits de transformadores) domésticos possam ser instalados em casas ou fazendas, utilizando etanol como matéria-prima para produzir o hidrogênio "esverdeado". Isso já é viável, mas não há uma demanda significativa por esses sistemas atualmente, o que limita o seu desenvolvimento em larga escala.

De qualquer forma, o Hidrogênio Verde emerge como uma peça fundamental no quebra-cabeça da matriz energética do futuro global. A aula deixou claro que, com a combinação certa de inovação, investimento e regulamentação, o seu potencial pode ser totalmente explorado, trazendo benefícios não apenas para o meio ambiente, mas também para a economia. A expectativa é que, até 2050, a demanda mundial por H? Verde chegue de 350 a 530 milhões de toneladas, impulsionada pelos impactos da Guerra na Ucrânia, o aumento nos preços do gás russo e as metas estabelecidas pelo Acordo de Paris.

Essa estimativa foi mais um dado de peso para um último adendo quanto ao processo de transição energética: O respeito à ética social e o acesso à água. A produção em larga escala de Hidrogênio Verde pode exigir volumes significativos de água, levantando preocupações éticas e sociais sobre o impacto no abastecimento de água para comunidades locais e setores essenciais, especialmente em regiões onde a água é um recurso escasso. Por isso, é crucial que estratégias sustentáveis e equitativas estejam atreladas ao seu desenvolvimento.

Vale ressaltar o convite feito pela coordenadora do curso Miriam Falótico, para que os alunos entrassem no grupo de WhatsApp a ser criado e se engajassem em um diálogo contínuo sobre o assunto, dada a sua importância e vasta abrangência. Miriam ressaltou que quando elaborou o projeto de curso e submeteu a validação junto a Secretaria do Verde e do Meio Ambiente (SVMA), pensou nos servidores públicos da PMSP e no público em geral, para que todos pudessem ter acesso às informações e reflexões referente às Energias Renováveis e ao Hidrogênio Verde.