hidrogênio Tem grande potencial para ser usado como combustível para alimentar motores elétricos e impulsionar todos os tipos de veículos. Empregado em uma célula de combustível ele é capaz de gerar energia elétrica quando os átomos de hidrogênio se reúnem com o oxigênio para criar o água, o único resíduo do processo. Suas desvantagens – o custo da energia para obter o hidrogênio, o custo do infraestrutura de carregamento e a necessidade de investimento em P&D para tornar tecnologia avançada- Agora eles encontram uma saída. Este é o momento do hidrogênio?
Aclamado como uma solução quase mágica e até mesmo uma fantasia de ficção científica, o hidrogênio realmente tem alto potencial energético para transporte. O próprio Júlio Verne descreveu em “A Ilha Misteriosa”, de 1874, um método pelo qual um dia “a água será usada como combustível”. Ele escreveu que o hidrogênio e o oxigênio “forneciam uma fonte inesgotável de calor e luz”.
Hoje, 150 anos depois, hidrogênio não é mais ficção científica. A química que rege seu processo foi dominada. Após décadas de projetos-piloto e alguns protótipos esporádicos, o hidrogênio está atingindo o pico de sua viabilidade econômica que permitiria seu uso generalizado. As mudanças climáticas, a necessidade de independência energética, a geopolítica e o avanço tecnológico estão fazendo com que muitos governos e grandes empresas privadas invistam bilhões para abrir caminho para o início da uma nova era de energia.
“Finalmente está acontecendo”, diz ele. Matt Thorington, Gerente de Engenharia de Células de Combustível da Bosch. O fornecedor alemão vai investir mais de 600 milhões de euros em tecnologias de produção de hidrogénio até ao final desta década. Os transportes são responsáveis por 30% das emissões de gases com efeito de estufa: a sua eletrificação é uma realidade e as baterias não funcionam em todas as aplicações.
“Há coisas que não funcionam bem com baterias”, diz ele. Kristin Ringland, Analista de mobilidade global da Ernst & Young. Embora não haja consenso sobre isso, um número crescente de especialistas acredita que o transporte exigirá veículos elétricos e a hidrogênio a bateria. Sem essa combinação, será impossível atingir as metas líquidas de emissões zero de carbono até 2050.
Primeiro passo: transporte rodoviário
sistemas de transporte como ferroviário ou marítimo eles se encaixam perfeitamente com as necessidades de células de combustível de hidrogênio. No transporte rodoviário muitos especialistas duvidam de como ele se encaixaria.
No caso de caminhões de longo curso há um potencial claro. O hidrogênio oferece uma densidade de energia maior do que as baterias, tem tempos de reabastecimento muito rápidos e uma penalidade de peso menor. Em caminhões grandes, a capacidade de carga é bastante diminuída pelo peso das baterias. Enquanto um caminhão movido a hidrogênio pode carregar 17 toneladas em uma distância de 550 quilômetros, um caminhão movido a bateria pode carregar apenas 15 toneladas. Ou seja, o hidrogênio é comparável ao diesel.
A estudo conduzido pelo Laboratório Nacional de Energia Renovável dos Estados Unidos apoia a ideia de que há espaço para ambas as tecnologias. Cada powertrain pode ter vantagens de custo de propriedade em cenários de negócios específicos. Além disso, os preços dos combustíveis são uma variável muito importante. O relatório afirma que ambas as tecnologias poderiam ser custo competitivo com caminhões a diesel a partir de 2025.
Hidrogênio como complemento da bateria: Toyota e Hyundai
No mercado só existe dois carros de passageiros, um da Toyota e outro da Hyundai, movidos a células de combustível, e ambos acumulam um número mínimo de vendas. No Japão, onde a Toyota lançou o Mirai em 2014, um relatório de 2022 da consultoria Interact Analysis indica que foram vendidas aproximadamente 4.200 unidades.
Esse mesmo relatório indica que na Coreia do Sul, apesar de uma estratégia nacional que atribui ao hidrogénio um papel central na descarbonização, as vendas do Hyundai Nexo eles atingiram apenas 8.500 unidades entre 2020 e 2021.
No entanto, esses dois fabricantes não pararam de investir nessa tecnologia. Hyundai vai lançar uma segunda geração de seu sistema no próximo ano com a intenção de desenvolver versões de células a combustível de hidrogênio para toda a sua linha comercial em 2028. Além disso, prevê seu uso em caminhões, trens e barcos.
Além do Mirai, Toyota anunciou em dezembro de 2021 um investimento de 70.000 milhões de dólares tanto em baterias quanto em tecnologia de célula de combustível de hidrogênio. Em agosto, fez parceria com a BMW para projetar e produzir um veículo com célula de combustível de hidrogênio que planeja vender a partir de 2025. Os japoneses também estão trabalhando em ônibus a hidrogênio, testando caminhões com célula de combustível Classe 8 desenvolvidos com a Kenworth em Los Angeles e planejam construir caminhões de médio porte caminhões de célula de combustível para serviços com Isuzu e Hino Motors.
Ao contrário de outros fabricantes que se concentraram apenas em baterias, a Toyota refina sua abordagem para a transição energética . Ele acredita que diferentes tecnologias atenderão melhor a diferentes segmentos de veículos, em diferentes aplicações e dependendo da evolução de cada mercado. Ele garante que é muito cedo para saber onde estão os limites. É por isso que ele também está explorando o uso de hidrogênio para alimentar motores de combustão interna.
O problema da infraestrutura
Mesmo neste ponto de inflexão onde tudo está em disputa, o hidrogênio ainda luta com o dilema do ovo e da galinha : a infraestrutura é insuficiente para suportar uma massa crítica de primeiros usuários. Mas essa massa crítica de usuários também é necessária para que os postos de abastecimento de hidrogênio alcancem a viabilidade econômica.
No caso do transporte comercial, a infraestrutura pode ser adaptada para locais específicos. No entanto, é muito mais complicado que as células de combustível de hidrogênio possam ser viáveis em aplicações leves. O tempo de crescimento dessa infraestrutura confere às baterias uma vantagem competitiva para que os usuários se adaptem ao seu uso.
hidrogênio verde
Apesar de todo o seu potencial de emitir apenas água como resíduo, o hidrogênio ainda tem um grande obstáculo para ser considerada uma economia de carbono zero. Assim como os veículos elétricos a bateria, dependendo da região, eles podem contar com eletricidade gerada em usinas poluentes, tirando as vantagens do hidrogênio.
De acordo com o Fórum Econômico Mundial, o hidrogênio verde produzido apenas a partir de energia renovável, representa o 0,1% do hidrogênio total. Especialistas sugerem que há um caminho de décadas antes que se torne uma maioria. Mesmo assim, exemplos como o da União Européia, que, para reduzir sua dependência do mercado russo, dobrou seu pipeline de projetos globais de eletrolisadores de hidrogênio, sugerem que, independentemente de emissões e prazos, hidrogênio está chegando.