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Hidrogênio preto é uma fonte de energia fóssil e pode gerar impactos significativos
Hidrogênio preto refere-se àquele produzido a partir do carvão mineral antracito, por meio de um processo que gera dióxido de carbono (CO2). Após a separação do hidrogênio, o CO2 é liberado na atmosfera, contribuindo para o agravamento do aquecimento global.
O que é hidrogênio?
O hidrogênio se destaca como o elemento mais prevalente no Universo, com a menor massa atômica (1 u) e o menor número atômico (Z=1) quando comparado a todos os elementos conhecidos. Ainda que esteja no primeiro período da família IA (metais alcalinos) na Tabela Periódica, é importante ressaltar que este elemento não pertence a essa família, uma vez que apresenta propriedades físicas e químicas singulares que o distinguem dos demais elementos.
Como o hidrogênio preto é produzido?
A produção de hidrogênio preto ocorre por meio da gaseificação do carvão mineral do tipo antracito. Este é um processo no qual o carvão, junto com oxigênio e vapor de água, reage com um oxidante, resultando em um produto combustível chamado syngas (1). Este “gás de síntese” resultante é composto geralmente por monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), hidrogênio (H2) e metano (CH4), e pode ser usado para a produção de eletricidade, produtos químicos e como substituto do gás natural (2).
Após a geração do syngas, equipamentos especializados realizam a separação do hidrogênio dos demais elementos gasosos (3), e o gás residual contendo CO2 é liberado na atmosfera. Este é o principal aspecto que faz do hidrogênio preto uma fonte poluente de produção de energia, tornando-o inviável do ponto de vista socioambiental (4).
Qual é a diferença entre o hidrogênio preto e os demais?
As diferentes cores do hidrogênio se referem às variadas formas de obtenção e produção deste gás. Alguns processos decorrem da utilização de combustíveis fósseis, como o hidrogênio preto e marrom decorrentes do carvão, o hidrogênio turquesa, hidrogênio cinza e hidrogênio azul provenientes do metano no gás natural, além do hidrogênio rosa que pode se originar de uma fonte fóssil desde que seja produzido através de energia nuclear.
Em contrapartida, o hidrogênio verde é uma fonte de energia renovável e de baixo carbono, produzido por meio da eletrólise da água, com energia oriunda de fontes renováveis, como energia solar e eólica.
Assim como o hidrogênio marrom e cinza, não há na cadeia de produção do hidrogênio preto a captura, utilização e/ou armazenamento do carbono (CCUS em inglês) gerado após a obtenção deste gás. O CCUS é um conjunto de processos onde o CO2 contido no gás de síntese é extraído e destinado para um fim que não seja sua disposição na atmosfera, evitando o acúmulo e impacto no meio ambiente.
Qual é a diferença entre o hidrogênio preto e o marrom?
A diferença entre estas duas classificações se dá pelo tipo de carvão utilizado para a extração do hidrogênio. Enquanto que para a obtenção do hidrogênio marrom se utiliza o carvão hulha na gaseificação, a matéria-prima do hidrogênio preto é o carvão do tipo antracito.
O carvão antracito e o carvão hulha (também conhecido como carvão betuminoso) diferem principalmente em termos de conteúdo de carbono e teor energético. O antracito contém mais de 80% de carbono, é duro, preto e compacto. Devido ao seu alto teor de carbono, o carvão antracito gera mais calor por unidade de peso, tornando-se uma fonte de combustível mais eficiente (5).
Já o carvão hulha contém 80% de carbono, é de qualidade inferior ao antracito e queima com uma chama amarela, produzindo mais fumaça e fuligem. Ele tem um teor de carbono mais baixo e maior teor de umidade e cinzas do que o antracito (5).
Quais são as desvantagens do hidrogênio preto?
Segundo dados de 2021 da Empresa de Pesquisa Energética (EPE), 23% da produção de hidrogênio no mundo é decorrente do carvão mineral. Mesmo que nem todo hidrogênio produzido com carvão é, de fato, hidrogênio preto, ainda sim os impactos deste meio de produção são evidentes e presentes no cenário energético.
O CO2, um gás de efeito estufa, gera impactos significativos ao meio ambiente quando acumulado na atmosfera, contribuindo para a intensificação do efeito estufa e, consequentemente, das mudanças climáticas negativas à manutenção da vida humana e de diversas outras espécies (6).
Portanto, o processo de produção de hidrogênio preto é ambientalmente insustentável e, a longo prazo, economicamente inviável por ser uma fonte não renovável de energia.
Quais são as alternativas ao hidrogênio preto?
Como visto anteriormente, existem outras tecnologias que podem ser utilizadas para a obtenção de hidrogênio. O hidrogênio verde ganha cada vez mais destaque no que diz respeito à geração de energia descarbonizada, uma vez que sua fonte é a água e a energia utilizada na eletrólise provém do sol ou dos ventos. Além disso, estudos mostram que reservas naturais de hidrogênio podem ser exploradas para a utilização deste como fonte de energia renovável. É o chamado hidrogênio branco, geológico ou natural.
Apesar disso, a EPE destaca que 73% da produção de hidrogênio no mundo é decorrente da Reforma a Vapor do Metano (SMR em inglês). Esse processo permite que haja a captura do CO2 após sua realização, gerando o chamado hidrogênio azul. Essa tecnologia é mais ecológica, mas ainda depende de matéria-prima fóssil (gás natural), sendo insustentável a longo prazo.
Portanto, em um cenário de produção de energia elétrica, térmica ou mecânica sustentável, é considerado mais viável socioambientalmente a adoção de outras cores de hidrogênio, ou mesmo outras fontes de energia. Quanto menos combustíveis fósseis e gases de efeito estufa houver no processo de produção e no pós-consumo de combustíveis, mais próximo a sociedade humana se encontrará da verdadeira sustentabilidade.
