Hidrogênio verde: alternativa para reduzir as emissões de gases de efeito estufa e contribuir com a transição energética

Abstract

No cenário atual, a matriz energética global é composta principalmente por combustíveis fósseis, como o gás natural, carvão mineral, petróleo e seus derivados, sendo os principais emissores de gases poluentes, entre eles, o gás carbônico (CO2), principal gás de efeito estufa. É tendência mundial o incentivo à descarbonização e transição energética, neste contexto, o hidrogênio verde é uma alternativa viável e sustentável, pois a sua produção e combustão é isenta de emissão de CO2, além disso, o hidrogênio é caracterizado por ser o combustível de maior densidade energética por massa (141,6 MJ.kg−1 ). Apesar dessas significativas características, alguns pontos vinculados à produção e estocagem do gás hidrogênio em larga escala, devem ser otimizados a fim de tornar o combustível competitivo no mercado global. Este trabalho discute o processo de produção do hidrogênio verde mediante eletrólise, as fontes renováveis de energia utilizadas, como a energia eólica, solar e hidráulica, os processos de armazenamento em estado sólido, líquido e gasoso, e o transporte adequado para cada situação e estado físico do combustível, assim como as aplicações do combustível, cenário atual, incluindo os projetos de usinas em andamento e perspectivas para expansão e estabilidade do hidrogênio verde como “vetor energético” do futuro.

In the current scenario, the global energy matrix is mainly composed of fossil fuels, such as natural gas, mineral coal, oil and its derivatives, being the main emitters of polluting gases, including carbon dioxide (CO2), the main greenhouse gas. It is a worldwide trend to encourage decarbonization and energy transition, in this context, green hydrogen is a viable and sustainable alternative, as its production and combustion is free of CO2 emissions, in addition, hydrogen is characterized by being the fuel with the highest energy density per mass (141.6 MJ.kg-1). Despite these significant characteristics, some points linked to the production and storage of hydrogen gas on a large scale must be optimized in order to make the fuel competitive in the global market. This paper discusses the green hydrogen production process through electrolysis, the renewable energy sources used, such as wind, solar and hydraulic energy, the storage processes in solid, liquid and gaseous states, and the appropriate transport for each situation and state physique of the fuel, as well as fuel applications, current scenario, including power plant projects in progress and perspectives for the expansion and stability of green hydrogen as the “energy vector” of the future.