O hidrogênio a partir de energia renovável, como a solar, pode ser produzido com zero emissão. Lucas Coch / AAP

Usar hidrogênio como combustível limpo é uma ideia cujo tempo pode estar chegando. Para a Austrália, produzir hidrogênio é atraente: poderia criar uma nova indústria doméstica lucrativa e ajudar o mundo a alcançar um futuro sem carbono.

A estratégia nacional de hidrogênio divulgado no mês passado, argumenta que a Austrália deve estar na vanguarda da corrida global ao hidrogênio. Liderada pelo cientista-chefe Alan Finkel, a estratégia adota uma abordagem neutra em termos de tecnologia, não favorecendo nenhuma maneira de produzir hidrogênio "limpo".

Mas importa se o hidrogênio é produzido a partir de eletricidade renovável ou combustíveis fósseis. Embora a rota dos combustíveis fósseis seja atualmente mais barata, pode acabar emitindo quantidades substanciais de dióxido de carbono.

Dr. Finkel e o ministro da Energia, Angus Taylor, antes de uma reunião sobre a estratégia de hidrogênio. RICHARD WAINWRIGHT / AAP

Nem todo hidrogênio 'limpo' é o mesmo

O hidrogênio pode ser produzido usando a eletricidade através da eletrólise, que divide a água em hidrogênio e oxigênio. Quando a eletricidade renovável é usada, isso não produz dióxido de carbono e é conhecido como hidrogênio verde.

O hidrogênio também pode ser produzido a partir de carvão ou gás. Esse processo libera dióxido de carbono. A maior parte do hidrogênio produzido hoje é produzida dessa maneira.

Algum - mas criticamente, nem todo - o dióxido de carbono desse processo pode ser preso e armazenado em reservatórios subterrâneos - um processo conhecido como captura e armazenamento de carbono (CCS).

Mas o CCS é tecnicamente complexo e caro. Atualmente, apenas duas plantas produtoras de hidrogênio a partir de combustíveis fósseis: um no Canadá, com dióxido de carbono taxa de captura de 80% e um nos EUA com uma menor taxa de retenção.

Na Austrália, o único projeto operacional de grande escala do CCS é o da Chevron Projeto de gás Gorgon (não hidrogênio) na Austrália Ocidental. Após um atraso significativo e três anos desde que o projeto começou a fornecer gás, captura e armazenamento de carbono começaram este ano.

Altas taxas de captura de carbono não são garantidas

A estratégia de hidrogênio usa o termo “hidrogênio limpo” para hidrogênio produzido a partir de eletricidade renovável e carvão ou gás com captura de carbono. E pressupõe um cenário de “melhor caso” em que os níveis de 90-95% de dióxido de carbono são capturados a partir de combustíveis fósseis.

Tais taxas são tecnicamente possíveis, mas ainda não foram alcançadas. Taxas de captura mais baixas não são examinadas na estratégia.

Nas taxas de captura de 90-95%, o hidrogênio baseado em carvão e gás é muito menos intensivo em carbono do que o uso tradicional de combustíveis fósseis. Mas uma taxa de captura de 60% significa que o hidrogênio do carvão tem uma intensidade de emissão semelhante à queima direta de gás natural.

Intensidade das emissões de combustíveis com e sem CCS. Os números de hidrogênio são apenas para produção; a intensidade das emissões é maior para o hidrogênio exportado. Fonte: cálculos dos autores, usando dados da Agência Internacional de Energia e da US Energy Information Administration

A estratégia nacional não descreve um mecanismo para garantir que as melhores taxas de captura sejam atendidas. A produção de hidrogênio pode aumentar muito mais rapidamente do que as instalações necessárias para capturar emissões, permitindo que grandes quantidades de gases de efeito estufa entrem na atmosfera - semelhante ao caso Gorgon.

Outro risco é que a captura de carbono não será capaz de atingir as melhores taxas por razões técnicas ou de custo.

Rumo a exportações com zero emissões

Países como Japão, Coréia do Sul e Alemanha estão explorando a possibilidade de usar hidrogênio de várias maneiras, inclusive em geração de energia, transporte, aquecimento e processos industriais.

Alguns importadores futuros podem não se importar com a qualidade da produção de hidrogênio, mas outros talvez.

Para ilustrar por que as exportações sem carbono são importantes, calculamos as emissões se a Austrália produzisse 12 milhões de toneladas de hidrogênio para exportação por ano - o equivalente a cerca de 30% de nossas exportações atuais de gás natural liquefeito e de acordo com as estimativas de produção da estratégia nacional.

Exigiria aproximadamente 37 milhões de toneladas de gás natural ou 88 milhões de toneladas de carvão. Se o 90% do dióxido de carbono fosse capturado, as emissões de gases totalizariam o 1.9% das atuais emissões anuais de gases de efeito estufa da Austrália (2018), ou 4.4% usando carvão.

Se apenas 60% do dióxido de carbono fosse capturado, o hidrogênio do gás e do carvão representaria um aumento adicional de 7.8% e 17.9% das emissões nacionais atuais, respectivamente - tornando muito mais difícil para a Austrália atingir as metas de emissões existentes e futuras.

Onde investir

No momento, produzir hidrogênio a partir de combustíveis fósseis é mais barato que a partir de fontes renováveis, mesmo com captura e armazenamento de carbono.

A Austrália também possui reservas grandes e prontas de carvão marrom no Vale de Latrobe, em Victoria, que não serão usadas pelo declínio da indústria de energia a carvão. O carbono capturado pode ser armazenado no Estreito de Bass. E as abundantes reservas de gás do país poderiam ser transformadas em hidrogênio, além de substituir ou parcialmente substituir as exportações de gás natural liquefeito. Portanto, não surpreende que a estratégia nacional tenha deixado todas as opções em cima da mesa.

Um diagrama mostrando as inúmeras utilizações potenciais do hidrogênio. Estratégia nacional de hidrogênio

No entanto, estabelecer instalações de produção de hidrogênio com captura de carbono significaria grandes gastos em equipamentos com vida útil muito longa. Isso é arriscado, pois o capital seria desperdiçado se o mercado de hidrogênio com uso intensivo de emissões colapsasse, seja por atitudes do público ou por um imperativo global de mudar para sistemas de energia com zero emissões.

O mundo já está longe do ritmo necessário para cumprir suas metas de redução de emissões e, em última análise, deve chegar a zero para evitar os piores impactos das mudanças climáticas.

A Austrália deve investir em pesquisa e desenvolvimento para tornar o hidrogênio verde mais barato. Isso requer reduções significativas no custo da eletrólise e reduções adicionais na produção de energia renovável em larga escala. Isso poderia levar a grandes benefícios para o clima e para a futura economia de exportação da Austrália.

Sobre os Autores

Frank Jotzo, Diretor, Centro de Clima e Política Energética, Universidade Nacional Australiana; Fiona J Beck, pesquisadora sênior, Universidade Nacional Australianae Thomas Longden, pesquisador, Universidade Nacional Australiana

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