SHEFFIELD, Inglaterra – Rachel Smith viveu a difícil jornada do hidrogênio verde, desde o sonho dos cientistas até uma indústria que pode estar à beira de um avanço comercial. Engenheira, ela começou há duas décadas trabalhando em um celeiro reformado nos primeiros dispositivos para produzir gás de queima limpa.
Agora ela faz parte de uma equipe que compete para construir máquinas gigantes que usarão eletricidade para separar o hidrogênio da água para grandes empresas como a Royal Dutch Shell e a Orsted, a desenvolvedora eólica offshore dinamarquesa.
“Passamos por esses anos de criança”, disse Smith, diretora executiva da ITM Power, que opera em uma nova fábrica expansiva em Sheffield, um centro decadente de siderúrgicas e mineração de carvão. “Estamos jogando no mundo adulto, e não em laboratórios de pesquisa.”
Um consenso está se formando entre governos, ambientalistas e empresas de energia de que cortes profundos nas emissões de carbono exigirão grandes quantidades de um combustível limpo como o hidrogênio.
Os proponentes do hidrogênio identificaram mais do que uma pontuação de aplicações potenciais do elemento para reduzir as emissões de carbono. Ele poderia ser usado para fornecer energia a caminhões de longa distância, trens e viagens aéreas. As empresas de energia estão experimentando misturar hidrogênio com gás natural para aquecimento doméstico e cozinha.
Ao todo, mais de 200 projetos de grande escala estão em andamento para produzir ou transportar hidrogênio, envolvendo investimentos de mais de US $ 80 bilhões. Daimler e Volvo, os maiores fabricantes de caminhões do mundo, planejam em alguns anos começar a produzir em massa caminhões elétricos de longa distância que funcionam com dispositivos chamados células de combustível que convertem hidrogênio em eletricidade. Água será a única emissão dos caminhões.
“Você pode imaginar uma economia que é apoiada quase inteiramente por eletricidade muito limpa e hidrogênio muito limpo”, disse Ernest Moniz, secretário de energia do governo Obama e agora presidente-executivo do Energy Futures Initiative, uma organização de pesquisa.
Mas ele alertou que “muitas coisas têm que acontecer” para que um gás agora usado principalmente em áreas especializadas se torne uma “parte da espinha dorsal do sistema de energia”.
Entre os obstáculos que devem ser superados: criar o suficiente do tipo certo de hidrogênio, a um preço que as indústrias e os consumidores possam aceitar.
O hidrogênio é o elemento mais abundante no universo, mas deve ser separado de alguma outra substância, como água ou combustíveis fósseis. Por exemplo, setores como o de refino de petróleo usam grandes quantidades do chamado hidrogênio cinza, que é feito principalmente pela separação do hidrogênio do gás natural. E esse processo gera mais emissões de gases de efeito estufa do que a queima de diesel.
Na verdade, menos de 5% do hidrogênio produzido hoje é livre de emissões, e esse tipo custa mais do que o dobro da versão cinza – US $ 5 por quilo contra US $ 1 a US $ 2 por quilo, de acordo com Bernstein, uma empresa de pesquisa. Também é mais caro do que os combustíveis convencionais, como o diesel.
A empresa de Smith em Sheffield é uma das fontes mais promissoras de hidrogênio feito sem produzir emissões. Ele fabrica dispositivos conhecidos como eletrolisadores, que usam eletricidade para dividir a água em hidrogênio e oxigênio. Este hidrogênio não tem emissões, desde que a eletricidade venha de fontes como a eólica e a solar.
Os eletrolisadores existem há um século, mas analistas dizem que a tecnologia da ITM, conhecida como membrana de eletrólito de polímero, tem a vantagem de poder ligar e desligar rapidamente – uma grande vantagem para máquinas destinadas a serem acopladas a parques eólicos e solares, cuja produção flutua com o sol e a brisa.
ITM diz que o valor de seus contratos triplicou no ano passado para 154 milhões de libras, ou cerca de US $ 213 milhões. Analistas do Barclays, o banco britânico, estimam que um mercado de US $ 65 bilhões para esses equipamentos pode se materializar na próxima década.
A perspectiva de comprar uma arma contra a mudança climática tem acumulado investidores na ITM, bem como em empresas semelhantes como a NEL na Noruega e a McPhy Energy na França. Mesmo que a ITM perca dinheiro, ela tem um valor de mercado de ações de cerca de £ 2,3 bilhões. O preço das ações quadruplicou desde o início de 2020.
Hoje o ITM tem 310 funcionários. Quando ainda era uma start-up, Peter Hargreaves, um de seus investidores originais, teve que resgatar a empresa quatro vezes usando seu próprio dinheiro, disse ele.
“Não havia garantia de que a empresa teria sucesso, de que as pessoas aceitariam a economia do hidrogênio”, disse Hargreaves, fundador da Hargreaves Lansdown, uma corretora de valores. Ele acrescentou que já havia sido “bem recompensado”.
Até recentemente, o ITM se concentrava na construção de pequenos dispositivos para instalações como postos de gasolina, alguns deles operados pela Shell, que atendiam a um punhado de veículos movidos a hidrogênio. Agora está buscando projetos muito maiores, capazes de produzir hidrogênio suficiente para abastecer frotas de caminhões ou ônibus. Ela se associou à Linde, fornecedora alemã de gás industrial, que detém uma participação de 17 por cento na ITM. Este ano, mudou-se para a fábrica de Sheffield – do tamanho de dois campos de futebol, considerada a maior planta de eletrolisadores do mundo – com o objetivo de produzir instalações em escala industrial.
As entranhas dessas usinas a gás são unidades com células bem empilhadas, como bandejas de refeitório, onde ocorre a separação do hidrogênio da água. Muitos módulos podem ser ligados entre si para fazer instalações muito grandes que, por sua vez, serão capazes de produzir hidrogênio limpo e abundante.
Recentemente, a Shell começou a operar um dos maiores eletrolisadores da ITM em uma refinaria na Alemanha. A eletricidade virá de fazendas eólicas e o hidrogênio será usado para remover o enxofre dos combustíveis. Mais tarde, uma instalação expandida pode produzir hidrogênio para um combustível de aviação que queima com emissões mais baixas.
A ITM também está trabalhando em uma planta destinada a fornecer até 45 toneladas de hidrogênio por dia para uma área industrial na região de Humber, no nordeste da Inglaterra. A energia viria de um parque eólico offshore.
Máquinas maiores, juntamente com energia renovável mais barata, devem melhorar a economia do hidrogênio. Pesquisadores da McKinsey, empresa de consultoria, esperam que o hidrogênio verde seja barato o suficiente em 2030 para competir com outras fontes de energia.
Por enquanto, no entanto, os projetos de hidrogênio limpo exigem subsídios do governo, e os clientes ainda precisam estar dispostos a pagar mais pela energia que produzem.
Para que o hidrogênio se torne uma importante fonte de energia, serão necessárias outras grandes mudanças, como regulamentações que incentivam o uso de hidrogênio verde na indústria e no aquecimento. Também precisará de melhor infraestrutura e consumidores dispostos a adotar novos hábitos.
Para dar um exemplo, o hidrogênio demorou a se popularizar como combustível para carros, apesar das vantagens que incluem autonomia maior do que as baterias elétricas contemporâneas e a capacidade de reabastecimento em poucos minutos.
A Shell já construiu uma rede de postos de abastecimento de hidrogênio na Europa, mas as montadoras alemãs optaram por se concentrar em veículos movidos a bateria. Existem apenas 1.200 veículos com célula de combustível a hidrogênio na Alemanha, e a Shell admite que o hidrogênio está atraindo poucos clientes. Em um posto de gasolina da Shell em Frankfurt, a bomba de hidrogênio ficava nos fundos, onde os clientes limpam o interior de seus carros. Um sinal digital projetado para exibir o preço do hidrogênio foi colocado próximo à entrada da estação, mas estava escuro.
As projeções da indústria “são excessivamente otimistas sobre como isso será fácil”, disse Stephanie Searle, diretora do programa de combustíveis do Conselho Internacional de Transporte Limpo em Washington. “Vai ser preciso muito empenho para chegar lá.”
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