Hidrogênio verde e o Brasil como "Arábia Saudita" das energias renováveis

 

H2V como substituto do petróleo

   "A região mais ensolarada da Alemanha recebe um índice de radiação solar 40% menor que o índice da região menos ensolarada do Brasil". (Tab Energia)

  Começar com esta comparação é importante porque a Alemanha é o país que mais gera energia solar per capta do mundo, mas só no quesito radiação solar temos uma vantagem centenas de vezes superior a eles, pela densidade e área de incidência. Aqui, temos tudo a nosso favor, desde a amplitude da área ensolarada brasileira e da quantidade de radiação por metro quadrado, dos recursos de biomassa (etanol, óleos vegetais, estrume de porco e boi...), vento, movimento das marés e até ondas, TODOS enormes.

                      Fonte: Ministério de Minas e Energia

   Em 2022, o Relatório do Balanço Energético Nacional (BEN) mostrou que 88% da energia produzida no Brasil provinha de fontes renováveis, sendo 64% de hidrelétricas, 11,8% eólica, 4,4% solar, 4,7% bagaço de cana e 0,8% de outras não renováveis, como lenha e biodiesel. A soma de toda energia consumida no país em 2022 foi de 586 TWh (Tera Watt hora).

      Fonte: Relatório BEN referente às fontes para produção de energia elétrica no Brasil em 2022.

   Já em 2023, betemos o recorde e os dados do início do ano mostram que mais de 90% da energia elétrica utilizada no Brasil veio de fontes renováveis. (EBC)

   Um comparativo entre fontes energéticas e para produção de eletricidade no Brasil e no mundo pode ser encontrado no site da Empresa de Pesquisa Energética: https://www.epe.gov.br/pt/abcdenergia/matriz-energetica-e-eletrica

   Em resumo, cerca de 16% da energia elétrica brasileira, no início e 2023, vieram de usinas eólicas e solares, que devido a baixa manutenção e boa durabilidade geram pouquíssimo gás carbônico (CO2). Uma comparativo publicado na Forbes mostra que a produção de CO2 em gramas por quilowatt-hora gerada, em média, é de:

9  g/kWh para energia nuclear

11 g/kWh em usinas eólicas

44 g/kWh para energia solar

450 g/kWh para gás natural

1.000 g/kWh para carvão

  E ainda que a Haliade X da General Electric estão desenvolvendo turbinas com pás de 107 metros de comprimento que geram 14 megawatts. A pegada de carbono de tais aerogeradores pode chegar a 6 g/kWh.

Leia mais em: https://forbes.com.br/forbesesg/2021/05/sera-que-a-energia-eolica-e-realmente-verde/

Como comparativo, o consumo médio de energia residencial no Brasil é de 150 kWh por mês.

Onde entra, o que é e qual a importância do hidrogênio verde (H2V) nesta história!?

   O hidrogênio gasoso (H2), ou molecular, denominado simplesmente por hidrogênio, é um gás incolor e inodoro, muito leve, altamente inflamável e muito energético:

33  kWh por quilograma de H2, ou 28.700 kcal/kg

13 kWh por quilograma de CH4, ou 11.260 kcal/kg de metano (gás natural - GNV)

12 kWh por quilograma de gasolina, ou 10.380 kcal/kg

12 kWh por quilograma de diesel, ou 10.220 kcal/kg

7 kWh por quilograma de etanol, ou 6.440 kcal/kg

6 kWh por quilograma de carvão mineral, ou 5.430 kcal/kg

5 kWh por quilograma de lenha, ou 4.670 kcal/kg

   A maneira mais comum de se produzir H2 ainda é utilizando-se o GNV, mas esse método gera uma quantidade até 10 vezes maior de CO2, em massa, que a obtida de H2, se considerada toda a cadeia produtiva. Portanto, pode ser considerado muito poluente.

Rotas de produção de hidrogênio:

marrom/preto        C   +     H2O        =>     H2    +      ( CO   +  1/2 O2  =>   CO2 )

  (carvão)              12g                                 2g                                                  44g

cinza                   CH4   +     H2O       =>     3H2    +    ( CO   +  1/2 O2  =>   CO2 )

  (GNV)                 16g                                   6g                                                  44g

azul    (igual ao cinza, mas com captação do CO2 produzido)

verde                                      H2O     =>    H2     +    O2

 (hidrólise)                              18g               2g

    O processo químico que gera hidrogênio a partir da quebra da água usando energia elétrica (hidrólise eletroquímica) é o único que não gera CO2, e se a energia elétrica utilizada for proveniente de usinas eólicas ou solares, o H2 formado será chamado de hidrogênio verde (H2V), devido à baixíssima produção associada de CO2.

               Eletrólise da água para formação de hidrogênio e oxigênio moleculares

   Além disso, o H2 é matéria prima em vários setores da indústria, que vai desde a hidrogenação para produção de polímeros e óleos (produção de margarina) até a produção de adubos a base de amônia (NH3) e seus derivados, como ácido nítrico (HNO3), explosivos, tintas, remédios, solventes, desinfectantes e combustíveis substitutos da gasolina e diesel, como a gasolina verde e o diesel verde.

O H2V pode substituir os derivados do petróleo na maioria das rotas industriais

   Ou seja, a partir do hidrogênio verde pode-se produzir amônia verde e toda uma cadeia subsequente de produtos, em substituição ao petróleo e gás natural, e ainda sendo de baixo impacto no efeito estufa, além da enorme quantidade de energia contida no H2V, que permite seu uso diretamente como combustível em veículos elétricos (com células eletrolíticas, que possuem 50% de eficiência) como tb em queimadores nas usinas de aço e cimento, produzindo o aço verde e de cimento verde. 

  Se já não fosse o bastante, os processos eletroquímicos desenvolvidos, e usando energia eólica, podem permitir a obtenção de H2V com um custo de 2 a 3 dólares por quilograma, podendo cair pela metade em algumas regiões, o que é praticamente 3 vezes menor que seu preço de comercialização no mercado europeu em 2022, de valor máximo de 4,91 US$/kg.

https://www.novacana.com/noticias/custo-produzir-hidrogenio-verde-brasil-cair-51-incentivos-cela-010923

https://www.pv-magazine-brasil.com/2023/11/27/ue-lanca-primeiro-leilao-de-hidrogenio-verde-com-preco-maximo-de-e-45-kg/#:~:text=A%20Uni%C3%A3o%20Europeia%20lan%C3%A7ou%20seu,%24%204%2C91)%2Fkg.