Hidrogénio: A energia do futuro?
Há muito que se procuram soluções alternativas aos motores alimentados por combustíveis fósseis. Se recuarmos à origem do automóvel, existem modelos elétricos que não progrediram por questões de autonomia, peso elevado das baterias e tempo de carregamento, fatores que, apesar de todos os progressos tecnológicos, continuam a ser os principais desafios dos fabricantes automóveis mundiais.
Os carros movidos a células de combustível são outra solução estudada mais intensivamente desde a crise do petróleo nos anos 70 do século passado, apesar do conceito Fuel cell ser ainda mais antigo do que o próprio automóvel.
Várias marcas, como a Honda, Toyota e Hyundai, têm-se distinguido no desenvolvimento de veículos com motor Fuel Cell, sobretudo no sector dos comerciais pesados, dado que é mais simples a instalação dos tanques para armazenamento de hidrogénio.
O que é o hidrogénio?
O Hidrogénio (H2) é o elemento químico mais abundante no Universo, o mais leve e oferece uma elevada densidade energética por unidade de massa (33 kWh/kg), isto é, três vezes mais energia por unidade de massa que a gasolina e 2,5 vezes mais do que o gás natural”. Este composto primordial, constituído quimicamente por um único electrão em torno do núcleo, ao ser extremamente leve e com forças de ionização baixas permite extrair o electrão que orbita, ionizando o Hidrogénio. Este electrão é suficiente para produzir uma corrente eléctrica, desde que se consiga um fluxo constante de hidrogénio e algo capaz de levar à sua ionização.
O que é um FCEV?
O FCEV (Fuel Cell Electrical Veicule) é um automóvel híbrido que se movimenta através de um motor elétrico, que utiliza eletricidade proveniente de baterias. Estas baterias são carregadas com energia elétrica proveniente das Fuel Cell ou pilha de combustível que funciona como uma estação produtora de eletricidade, através da reação química entre hidrogénio e oxigénio.
Em resumo, um veículo a hidrogénio é, fundamentalmente, um veículo elétrico que, em vez de baterias, tem um depósito de hidrogénio e uma pilha de combustível que converte hidrogénio em eletricidade.
O maior problema é o hidrogénio não ser encontrado isoladamente na natureza, mas sempre em combinação com outros elementos, como o oxigénio, carbono, etc. Este também só se transforma em líquido a temperaturas da ordem dos -250°C, o que dificulta o modo de abastecimento. Os depósitos criogénicos permitem atingir tais temperaturas, mas o seu custo ainda é muito elevado.
O vídeo seguinte do The Economist tenta responder às seguintes questões:
- Como é produzido o hydrogen fuel?
- Como pode ser utilizado?
- É seguro?
- Quais as vantagens do hidrogénio em comparação com as baterias?
- Utilizar hydrogen fuel é sustentável?
O Papel do Hidrogénio na Transição Energética
Até hoje, a transição energética tem sido fundamentalmente conduzida de duas formas:
- Substituição direta dos combustíveis fósseis na geração de eletricidade, através da produção de energia hídrica, eólica e solar;
- Eletrificação de consumos, substituindo o uso de combustíveis fósseis pela utilização de eletricidade, como por exemplo a substituição do gás por eletricidade na confeção de alimentos e no aquecimento de águas, ou a substituição de veículos com motor de combustão por veículos elétricos.
Contudo, existem alguns setores económicos, nomeadamente a indústria e os transportes, em que a eletrificação dos consumos é mais difícil de alcançar, quer do ponto de vista técnico, quer económico. O hidrogénio pode ser uma solução no setor dos transportes. Nem todos os veículos, nomeadamente os pesados de mercadorias, são facilmente substituídos por veículos elétricos que armazenam a energia em baterias.
Um dos maiores desafios da utilização massiva de fontes renováveis na geração de eletricidade é garantir o equilíbrio entre o que está a ser consumido e o que está a ser produzido. A armazenagem continua a ser um problema e a utilização de tecnologias de armazenamento é fundamental para garantir este balanço. É também aqui que o hidrogénio pode ter um papel relevante, ao complementar outras tecnologias de armazenamento como as baterias.
A figura seguinte sumariza os sete papéis que o hidrogénio pode ter na transição energética.
Desta forma, a utilização do hidrogénio é vista como fundamental para realizar uma transição energética completa em todos os setores, pois apresenta características únicas que complementam as tecnologias que atualmente já estão a ser utilizadas. Contudo, a produção industrial de hidrogénio é, atualmente, feita sobretudo a partir de combustíveis fósseis (por exemplo, o gás natural), combinando metano com vapor de água.
A utilização do hidrogénio como solução para a transição energética só faz sentido se a sua produção for ela própria feita com base em recursos renováveis. Todos os dias estamos mais perto do futuro, mais perto de uma mobilidade mais sustentável.
Fontes :
DGEG (2021). Economia do Hidrogénio. URL: https://www.dgeg.gov.pt/pt/areas-setoriais/energia/energias-renovaveis-e-sustentabilidade/hidrogenio/economia-do-hidrogenio/, acedido em setembro de 2021
ENSE (2020). O Hidrogénio e os Combustíveis Fósseis. URL: https://www.ense-epe.pt/news/o-hidrogenio-e-os-combustiveis-fosseis/, acedido em setembro de 2021
Fleet Magazine (2018). Frotas automóveis movidas a hidrogénio. URL: https://fleetmagazine.pt/2018/10/09/opiniao-fuel-cell-hidrogenio/, acedido em setembro de 2021
Heid, B., Linder, M., Orthofer, A. and Wilthaner, M. (2017). Hydrogen: The next wave for electric vehicles?. November, McKinsey & Company
Heid, B., Martens, C. and Orthofer, A. (2021). How hydrogen combustion engines can contribute to zero emissions. June, McKinsey & Company
Hydrogen Council. (2021). Hydrogen Insights: A perspective on hydrogen investment, market development and cost competitiveness. February 2021, Hydrogen Council in collaboration with McKinsey & Company
Hyundai (2020). Carros a hidrogénio. The Blue Academy by Hyundai. URL: https://blueacademy.hyundai.pt/carros-hidrogenio/, acedido em setembro de 2021
Indústria e Ambiente (2020). Transição energética regresso ao futuro. Número 125 · novembro/dezembro 2020. Publicação bimestral
McKinsey & Company (2019). The trends transforming mobility’s future. March 2019, McKinsey Quarterly
Portal das Energias Renováveis (2021). Hidrogénio: Conceitos – Fonte. URL: http://www.energiasrenovaveis.com/DetalheConceitos.asp?ID_conteudo=26&ID_area=6&ID_sub_area=18, acedido em setembro de 2021
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