A economia do hidrogénio

Com vénia ao dr. Luís Queirós
Presidente da Marktest e membro da ASPO Portugal

O hidrogénio é o elemento químico mais leve da natureza, e é o mais abundante no Universo. É o combustível das estrelas onde, pelo processo de fusão nuclear, se transforma em hélio. Nesse processo liberta-se uma enorme quantidade de energia. É a energia do Sol, fonte de vida do nosso Planeta.
O hidrogénio é visto por muitos como o combustível do futuro. E fala-se já em “economia do hidrogénio” como algo que poderá substituir a “economia do carbono”. Mas, para que tal possa acontecer, o caminho a percorrer é longo e cheio de dificuldades.
Na prática (a fusão nuclear é algo que não está no horizonte das próximas décadas) existem dois processos de aproveitar a energia do hidrogénio: como energia térmica em resultado da sua combustão, ou através de pilhas de combustível, em que se produz electricidade no processo de combinação do hidrogénio com o oxigénio. Em qualquer dos casos, a equação química básica traduz-se nesta igualdade:
Hidrogénio + Oxigénio > Água + Energia.
O hidrogénio tem uma alta densidade energética por peso. Porém, em resultado da sua baixa densidade, a densidade energética em volume (mesmo na fase líquida) é baixa, cerca de um quarto da dos hidrocarbonetos. Na prática, isto significa que um veículo movido a hidrogénio liquefeito necessitaria de um depósito quatro vezes maior que um veículo a gasolina, para armazenar a mesma quantidade de energia. E se um dia voarem aviões a hidrogénio, eles terão de ser redesenhados para incorporar depósitos com muito mais capacidade do que os actuais.
O hidrogénio não existe livre na natureza, isto é, na sua forma molecular (H2). Infelizmente, só nesta ocorrência ele tem capacidade energética. Temos pois de o libertar dos compostos onde se encontra em abundância (na água, por exemplo) para o poder utilizar como fonte de energia. Por outras palavras, o hidrogénio livre tem de ser produzido, e isso só pode ser feito a partir da utilização de uma outra forma de energia.
Por isso ele não é considerado como uma forma de energia primária, mas sim um “carrier”, ou um transportador de energia, tal como acontece com a electricidade. Sobre a electricidade tem a vantagem de poder ser armazenado, mas infelizmente tem muitos outros inconvenientes.
Industrialmente o hidrogénio é produzido a partir da electrólise da água, utilizando energia eléctrica ou, por reacção química, a partir de hidrocarbonetos (gás natural, por exemplo). Mas a verdade é que não compensa produzir electricidade para produzir hidrogénio, e depois usá-lo outra vez para produzir electricidade. É muito mais eficiente usar a electricidade directamente. E também não fará muito sentido produzi-lo a partir dos hidrocarbonetos ou do gás natural, por haver um desperdício na transformação. Podemos usar o gás natural directamente com a mesma finalidade e com mais mais rentabilidade.
E produzir hidrogénio com recurso a fontes renováveis (a partir de energia hídrica ou eólica, por exemplo) coloca o problema da eficiência. Neste caso, e querendo armazenar excedentes, é preferível carregar baterias, pois consegue-se uma eficiência de 80%. Se houver um processo intermédio para produzir hidrogénio, essa eficiência baixa para menos de 30%.
Ainda mais problemático do que a produção de hidrogénio, é o custo elevado da sua armazenagem e distribuição. Atendendo ao seu maior volume, imagine-se a actual frota de camiões cisterna multiplicada por quatro. Certamente teria de ser criado um sistema de transporte, através de pipeline, ou possivelmente criar um sistema de produção autónomo junto dos locais de abastecimento. Será muito caro criar uma estrutura de abastecimento de hidrogénio que possa substituir a actual estrutura de distribuição dos derivados do petróleo.
Além disso existem problemas de segurança associados ao uso de hidrogénio em veículos. É um gás altamente inflamável e "escapa-se" facilmente dos reservatórios que o contêm. E as pilhas de hidrogénio, por outro lado, têm uma tecnologia complexa, e recorrem a um metal caro e escasso: a platina. Desenvolver um sistema económico, seguro e eficiente de pilhas de combustível exige grandes investimentos. Finalmente a produção de hidrogénio a partir de carvão coloca o problema das emissões de CO2.
Em conclusão, a economia do hidrogénio não está no horizonte dos próximos decénios, como candidata a suceder à economia do carbono. Os investimentos seriam astronómicos e seriam necessárias enormes quantidades de combustíveis fósseis, que iriam escassear para outras aplicações.