Por Leonardo Oliveira Santos de Santana

A crescente demanda por energia e as preocupações ambientais, como as emissões de gases de efeito estufa e a escassez de água, estão impulsionando a busca por soluções sustentáveis. Nesse contexto, o hidrogênio verde surge como uma alternativa promissora para reduzir as emissões de gases de efeito estufa, como o dióxido de carbono, e promover a transição energética. O hidrogênio verde é produzido a partir de processo de eletrólise da água, utilizando eletricidade de fontes renováveis (como solar fotovoltaica, eólica e hidrelétrica), no entanto, exige quantidades significativas de água e eletricidade.

O estudo “Avaliação da Influência Econômica de Fontes de Água na Produção de Hidrogênio Verde”, conduzido pelos pesquisadores do centro de competência em hidrogênio verde do SENAI CIMATEC, explora como diferentes fontes de água — desde água do mar até águas residuais industriais tratadas — impactam o custo nivelado do hidrogênio (LCOH). Apesar de a água representar menos de 2% do custo total, a distância e o tratamento da água podem elevar os custos em até 10%. A logística é essencial.

Além disso, a questão da água deve ser observada para além dos aspectos econômicos. Essa descoberta evidencia o fato de que a escolha sustentável da água para eletrólise deve se basear majoritariamente nos pilares social e ambiental, especialmente porque as regiões com maior potencial de produção de hidrogênio verde ao redor do mundo estão também nas regiões com maior escassez hídrica.

Nosso estudo explora cinco fontes potenciais de água: água de rede, água subterrânea, água de chuva, águas residuais industriais tratadas e água do mar. Cada fonte foi avaliada com base nos custos de captação, transporte, tratamento e armazenamento, e o impacto desses custos no LCOH foi analisado para plantas de hidrogênio de diferentes capacidades (1 MW, 10 MW, 20 MW, 50 MW e 100 MW). Nossos resultados revelam que, embora os custos relacionados à água representem menos de 2% do LCOH, a distância de transporte da água pode aumentar significativamente o custo, ultrapassando, em alguns casos, 10%.

A produção de hidrogênio verde apresenta desafios únicos em termos de uso de água, principalmente em regiões com escassez hídrica. Para locais próximos à fonte de água, como água da rede de abastecimento e água de chuva, o impacto no LCOH é mínimo. No entanto, para fontes que exigem transporte em longas distâncias, como água do mar e águas residuais industriais, os custos podem aumentar substancialmente devido à energia necessária para o bombeamento e o tratamento. O estudo destaca a importância de considerar não apenas o custo da eletricidade, mas também a logística e a infraestrutura necessárias para garantir uma produção de hidrogênio economicamente viável.

Além disso, nossos resultados apontam que o custo da eletricidade é o principal fator que influencia o LCOH, reforçando a necessidade de políticas que incentivem a redução do custo da energia. Futuras pesquisas devem focar em uma análise detalhada dos custos da eletricidade e da vida útil dos sistemas de eletrólise para promover o desenvolvimento de soluções mais sustentáveis e acessíveis.

Assim, enquanto os custos relacionados à água desempenham um papel secundário, as decisões estratégicas sobre a escolha das fontes de água, combinadas com a otimização da eficiência energética, são essenciais para garantir o sucesso econômico da produção de hidrogênio verde.

Seja para indústrias, governos ou startups de tecnologia, a mensagem é clara: a transição para o hidrogênio verde depende de decisões estratégicas e inteligentes sobre a água. A sustentabilidade e a viabilidade econômica estão diretamente ligadas à forma como você escolhe e utiliza os recursos hídricos.

Estamos prontos para um futuro de energia limpa, mas precisamos pensar além das óbvias soluções energéticas. A água — algo tão simples, mas tão vital — é a chave para garantir que o hidrogênio verde seja uma solução acessível e escalável. 

Link publicação:

https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.09.274