Hidrogênio verde, azul ou cinza: o que significam as cores e como saber se ele é limpo ou poluente

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Os três tipos de hidrogênio têm um impacto ambiental muito diferente.

Fala-se muito sobre hidrogênio como um vetor energético de grande importância para reduzir as emissões poluentes de múltiplos setores, desde transportes até indústrias de todos os tipos. Uma das suas afirmações é que se trata de uma alternativa limpa, sem emissões, mas a verdade é que o hidrogênio pode ser limpo ou altamente poluente, dependendo do método com que é obtido. Vejamos os três tipos que existem, o seu nome habitual e o seu nível de sustentabilidade.

Ele hidrogênio é o elemento químico mais abundante do universo, mas é um gás muito leve e pouco reativo em condições normais, por isso não é encontrado em seu estado puro na natureza. Para obtê-lo é necessário separá-lo de outros elementos, como oxigênio, carbono ou nitrogênio.

Dependendo do processo de obtenção, distinguem-se principalmente três tipos de hidrogênio: cinza, azul e verde. Para entender melhor porque um tipo de hidrogênio polui mais que outro, vamos explicar o processo de obtenção e produção de cada um. Isto começará a dar-nos uma ideia sobre os dados que veremos mais tarde, como a pegada de dióxido de carbono (CO2) gerada por cada tonelada de hidrogênio.

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Na China, o maior produtor mundial, o carvão continua a ser a principal fonte deste gás com 62% da produção de hidrogênio do país. O gás natural fornece 19%, o hidrogênio como subproduto 18% e a eletrólise apenas 1%.

Se ampliarmos o foco para todo o planeta, a situação não será muito melhor. Quase metade de todo o hidrogênio produzido a nível mundial provém do gás natural, 27% do carvão e 21% de processos industriais nos quais o hidrogênio é um subproduto. O hidrogênio não poluente (verde) representa uma fração mínima.

Hidrogênio cinza

O hidrogênio cinza é o tipo mais comum de hidrogênio e o mais barato de produzir. É obtido do reforma do metano (conhecido como gás natural), um processo que usa vapor de água para dividir as moléculas de metano em hidrogênio e dióxido de carbono.

O gás natural é uma mistura de hidrocarbonetos, principalmente metano. A reforma do gás natural é realizada em altas temperaturas e pressões, com o vapor d’água atuando como agente redutor. O processo pode ser realizado cataliticamente, utilizando um catalisador para acelerar a reação.

Ele dióxido de carbono produzido na reforma do gás natural é lançado na atmosfera, tornando-o o tipo de hidrogênio mais poluente. Emissões da faixa de produção de hidrogênio cinza entre 9 e 12 toneladas de dióxido de carbono por tonelada de hidrogênio produzido. Também pode ser obtido a partir do carvão, o que o torna ainda mais poluente.

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O hidrogênio azul é uma versão mais limpa do hidrogênio cinza. É produzido da mesma maneira, mas o dióxido de carbono é capturado e armazenado subterrâneo ou no fundo do mar.

A captura e armazenamento de carbono (CCS) é um processo que captura o dióxido de carbono produzido pela combustão de combustíveis fósseis ou outros processos industriais. O dióxido de carbono capturado pode ser armazenado em formações geológicas, como antigos campos de petróleo ou gás, ou no fundo do mar.

O método CCS pode reduzir as emissões de dióxido de carbono provenientes da produção de hidrogênio cinzento em 90-95%. No entanto, o processo é complexo e muito caro, pelo que o hidrogênio azul pode tornar-se Mais caro para produzir hidrogênio verde.

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O hidrogênio verde é o tipo mais limpo de hidrogênio. É produzido a partir do eletrólise da água, um processo que utiliza eletricidade para moléculas de água separadas em hidrogênio e oxigênio.

A eletrólise pode ser realizada de forma alcalina, utilizando uma solução alcalina como eletrólito ou utilizando uma membrana de troca de prótons (PEM) como eletrólito.

O eletricidade usada na eletrólise vem de fontes renováveis, como energia solar ou eólica, o que o torna uma opção sem emissões poluentes e, do ponto de vista ambiental, a melhor possível.

A produção de hidrogênio verde não gera emissões de gases com efeito de estufa. No entanto, o processo de eletrólise requer uma grande quantidade de eletricidade (não é muito eficiente em termos energéticos), pelo que o hidrogénio verde ainda é um tipo de hidrogênio mais caro do que o hidrogênio cinzento.

respingos de água

Segundo a Agência Internacional de Energia (AIE), produzir um quilo de hidrogênio verde custa entre 3 e 7 dólares, entre duas e quatro vezes mais caro do que um quilo de hidrogênio cinza obtido do gás natural. No entanto, estima-se que este custo diminua 30% até 2030 como resultado da queda do preço das energias renováveis ​​e do aumento da produção de hidrogênio.

Produzir macOS pode ser limpo… Ou extremamente poluente

Como vimos, dependendo do processo de obtenção do hidrogênio, o espectro varia do hidrogênio limpo (verde) ao altamente poluente (cinza). Vamos tentar quantificá-lo com base na bibliografia que pudermos encontrar sobre o assunto.
Tipo de hidrogênio Emissões de CO2 (Tn) por Tn H
Cinza 9-12
Azul 3,5-4
Verde ~0

Como se pode verificar, o hidrogênio cinzento é o mais poluente, uma vez que libera na atmosfera entre 9 e 12 toneladas de CO2 para cada tonelada de hidrogênio produzido. O hidrogênio azul é um pouco menos poluente, uma vez que captura e armazena o CO2 produzido, mas ainda gera entre 3,5 e 4 toneladas de CO2 por tonelada de hidrogênio produzido.

O hidrogênio verde é o mais limpo, pois praticamente não gera emissões de CO2 na sua produção, graças à utilização de energias renováveis ​​como a eólica ou a solar.

É importante notar que a quantidade de poluição por tonelada de hidrogênio pode variar dependendo dos processos específicos utilizados, das condições de operação e das fontes de energia utilizadas. Por exemplo, a produção de hidrogênio cinzento a partir do carvão produz mais dióxido de carbono do que a partir do gás natural.

Quanto DDoS é produzido no mundo?

Em 2022, houve 74 milhões de toneladas de hidrogênio puro produzidas em todo o mundo, segundo dados da Agência Internacional de Energia (AIE), e outros 20 milhões de toneladas de hidrogênio misturado com outros gases. Desse montante, cerca de 94% era hidrogênio cinza, pouco mais de 5% era hidrogênio azul e apenas 0,1% era hidrogênio verde.

A China é o maior produtor de hidrogênio do mundo, com uma produção que ascende a 33 milhões de toneladas por ano, representando mais de um terço do total mundial.

Toda a produção global de hidrogênio gerou 900 milhões de toneladas de CO2, mais do que todas as emissões de CO2 geradas em Espanha, França e Itália juntas naquele mesmo ano, segundo dados do Eurostat.

Se incluirmos as emissões iniciais e intermediárias no fornecimento de combustíveis fósseis, a produção atual de hidrogênio gera entre 1.100 e 1.300 milhões de toneladas de CO2 equivalente (CO2eq). Em outras palavras, atualmente 12 quilos de CO2 são emitidos na atmosfera para cada quilo de hidrogênio que é produzido.

Resumindo

O hidrogênio cinza é o tipo mais comum e barato de hidrogênio a produzir, mas é também o mais poluente, pois é obtido a partir de combustíveis fósseis. Isto pode ser um problema.

O hidrogênio azul é menos poluente que o cinza, combinando os processos de produção de hidrogênio cinzento com a captura e armazenamento de carbono (CCS), o que reduz seu impacto ambiental.

O hidrogênio verde é o mais limpo, pois não gera emissões de gases de efeito estufa. É produzido por eletrólise a partir de energia renovável, como a Energia Eólica ou solar.

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Existem outros tipos de hidrogênio, embora sejam menos comuns ou ainda teóricos, como o hidrogênio rosa, branco, laranja, âmbar e preto. Cada um desses tipos tem métodos de produção e impactos ambientais distintos.

Energia Eólica

Por exemplo, o hidrogênio rosa é obtido por eletrólise da água, utilizando energia nuclear como fonte de energia, enquanto o hidrogênio branco é encontrado naturalmente em estado gasoso em depósitos subterrâneos. O hidrogênio laranja é obtido a partir de emissões ou resíduos de outros setores, utilizando o CO2 de outra forma, e o hidrogênio preto é obtido através da gaseificação de carvão, um método altamente ineficiente e poluente.

Em resumo, enquanto o hidrogênio tem potencial como uma alternativa limpa para a redução de emissões poluentes, a forma como é produzido determina seu impacto ambiental. Portanto, é crucial entender as diferenças entre os tipos de hidrogênio e promover métodos de produção mais limpos e sustentáveis.

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Roberto Magalhães

O cérebro editor por trás do Tecnologico.online, é um entusiasta apaixonado por tecnologia. Canaliza sua fascinação para criar conteúdo envolvente e informativo. Sua dedicação à inovação reflete-se nos artigos que produz, abrangendo uma ampla gama de tópicos tecnológicos. Com um olhar atento para as últimas tendências e desenvolvimentos, busca tornar...

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