Desafios do hidrogênio verde para alcançar seu potencial energético

Nas estruturas metálicas que compõem as cidades, existe um histórico marcado pela emissão de gases poluentes. Exemplos como pontes, edifícios, veículos e navios são construídos com aço, cuja produção libera grande quantidade de dióxido de carbono (CO2).

Com o objetivo de tornar as siderúrgicas mais sustentáveis e eficientes, a engenheira química Patrícia Metolina desenvolveu uma pesquisa que utiliza o hidrogênio verde na conversão do minério de ferro em aço. Este estudo, que recebeu o prêmio de teses da Universidade de São Paulo (USP), ilustra como o hidrogênio pode ser fundamental na transição energética para combater o aquecimento global.

Patrícia ressalta que, no Brasil, essa tecnologia ainda não foi implementada nas indústrias siderúrgicas, mas pesquisas indicam seu potencial. Em países como a Suécia, projetos piloto já validaram o uso industrial do hidrogênio verde, com grandes empresas investindo na produção de aço mais limpo.

Recentemente, o Ministério de Minas e Energia (MME) e a Empresa de Pesquisa Energética (EPE) lançaram o Portal Brasileiro de Hidrogênio, uma plataforma pública que visa divulgar informações estratégicas sobre o setor e atrair investimentos.

O hidrogênio verde é produzido a partir de fontes renováveis, como energia hidrelétrica, solar e eólica. Simplificando, usa-se eletricidade para separar as moléculas de água (H₂O) em hidrogênio e oxigênio.

Este hidrogênio pode ser utilizado como combustível para aviões, barcos e caminhões, na fabricação de fertilizantes e na produção do aço, conforme a pesquisa de Patrícia Metolina.

Aço sustentável

Na siderurgia, a produção do aço começa com a extração do minério de ferro, seja na forma de hematita (Fe₂O₃) ou magnetita (Fe₃O₄). Para extrair o ferro (Fe), é necessário remover os átomos de oxigênio. Tradicionalmente, isso é feito em fornos utilizando coque de carvão, o que gera grandes emissões de CO₂.

Segundo o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), a indústria siderúrgica é responsável por cerca de um terço das emissões industriais de CO₂ e por aproximadamente 7% das emissões globais, conforme a Agência Internacional de Energia (IEA).

O método de Patrícia utiliza hidrogênio verde para realizar essa reação química, eliminando o uso do carvão e a fusão tradicional do minério, produzindo vapor d’água em vez de CO₂ como subproduto.

O Brasil apresenta vantagens naturais para a produção de hidrogênio, com abundância de painéis solares e turbinas eólicas, principalmente no Nordeste, possibilitando a fabricação de um aço mais verde de maneira economicamente viável.

Potencial do hidrogênio

Estudos do Hydrogen Council indicam que a demanda global por hidrogênio deve crescer cinco vezes até 2050, com mais de 1.500 iniciativas em andamento pelo mundo, um aumento de sete vezes em apenas três anos.

A América Latina lidera o segundo maior volume de investimentos, com US$ 107 bilhões projetados, impulsionados pelo uso intensivo de energias renováveis no Brasil.

Os países com maiores projetos em hidrogênio verde incluem Alemanha, Arábia Saudita, Austrália, China, Chile, Espanha e Holanda. No Brasil, a Associação Brasileira da Indústria do Hidrogênio Verde (ABIHV) destaca cinco projetos promissores liderados por empresas como Fortescue, Casa dos Ventos, Atlas Agro, Voltalia e European Energy, com foco na produção de fertilizantes, amônia e metanol.

A expectativa é que até 2026 sejam investidos cerca de 63 bilhões de reais para o início desses projetos, com maior concentração no Complexo de Pecém (Ceará), além de iniciativas em Uberaba (Minas Gerais) e Porto do Suape (Pernambuco).

Desafios para avanço

Apesar do grande potencial, a produção de hidrogênio verde enfrenta desafios como altos custos devido à infraestrutura e equipamentos caros (eletrolisadores), falta de estrutura logística para transporte e armazenamento, ausência de marco regulatório claro e dependência do acesso à água pura para eletrólise.

Projetos da Universidade Federal do Rio de Janeiro (Coppe/UFRJ) ilustram essas dificuldades. Embora tenham inaugurado uma planta de produção com energia fotovoltaica em 2023, os pesquisadores enfrentam problemas com a qualidade do hidrogênio produzido e manutenção dos equipamentos importados.

Andrea Santos, coordenadora do Laboratório de Transporte Sustentável da Coppe, explica que a água disponível não é adequada para a produção, e que a manutenção dos eletrolisadores importados é custosa e complexa.

Para que o Brasil avance, são necessários investimentos públicos e privados robustos para manutenção, desenvolvimento, criação de normas técnicas, certificação e adequação da infraestrutura.

Andrea Santos destaca que, embora o hidrogênio verde seja uma tecnologia que inicialmente apresenta custos mais elevados, a urgência da transição energética exige abandonar as fontes mais poluentes. Com o investimento adequado, os custos tendem a diminuir, tornando a tecnologia mais competitiva e acessível no país.