Não, o hidrogênio branco não é uma fonte ilimitada de combustível limpo

Não é a base de uma expansão radical do hidrogénio para a economia energética, mas oferece alguma esperança de descarbonização de parte da utilização actual do hidrogénio.

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Recentemente, as pessoas têm me pedido uma opinião sobre uma nova cor de hidrogênio, o branco. Meu daltonismo torna todo o espectro de cores do hidrogênio ainda mais bobo do que já é, pois acho que temos 23 cores a mais do que o necessário no momento.

Na verdade, existem apenas dois tipos de hidrogénio – hidrogénio com baixo teor de carbono e hidrogénio com alto teor de carbono. Se forem aplicadas cores, elas deverão ser verdes e pretas. Os fundadores da Hydrogen Science Coalition, engenheiros com longa experiência profissional e acadêmica em hidrogênio, discutiram entre si sobre qual deveria ser um ponto de corte alinhado à solução climática para a fabricação de hidrogênio e decidiram por um quilograma de dióxido de carbono ou equivalente (CO2e) gerado na fabricação um quilograma de hidrogênio. Esse limite muito bom sugere que um quilograma ou menos é verde e todo o resto é preto. Eu ficaria bem com isso. Pelo menos eu poderia distinguir as cores.

A intensidade de carbono do ciclo de vida completo do hidrogênio é o ponto principal, não o processo ou as matérias-primas usadas para fabricá-lo. Todas as cores são apenas variantes de processo ou origem, o que causa dores de cabeça mesmo entre pessoas com percepção normal de cores, sem mencionar definições concorrentes de cores.

Vamos examinar o que significa intensidade de carbono de um quilograma por quilograma, só um pouquinho. São necessários, com o saldo da planta, 55 a 60 kWh de eletricidade para fabricar um quilograma de hidrogênio por eletrólise. A propósito, isso não vai se tornar magicamente menor, à medida que nos aproximamos dos limites da física neste ponto. Não é suscetível à lei de Wright, onde duplicar as unidades fabricadas reduz os custos por unidade em 20% a 27%. Existem economias de escala disponíveis para a produção de hidrogénio, mas principalmente através da construção de fábricas muito grandes, que ainda exigirão muito capital.

Usando um quilograma de CO2e, isso significa que cada kWh de eletricidade pode ter um débito de carbono de cerca de 18 gramas de CO2e. Isso funciona muito bem na minha província natal, a Colúmbia Britânica, no Canadá, a partir da rede elétrica, que tem uma intensidade de carbono de 12,9 gramas de CO2e por kWh. Vermont tem um nível ainda mais baixo de CO2e por kWh, e poderia fabricar hidrogénio verde por esta definição a partir da electricidade da rede, enquanto mesmo o Estado de Washington não consegue reduzi-lo em cerca de 84 gramas de CO2e/kWh. Na Europa, a Suécia é a que mais se aproxima, mas ainda está com 45 gramas de CO2e/kWh, mais do dobro do limite. E toda a eletricidade da rede está a ser descarbonizada, embora não tão rapidamente quanto necessário. Eventualmente, todas as redes estarão na faixa da Colúmbia Britânica e Vermont.

Ainda assim, prefiro ter hidrogénio na rede em Vermont ou na Suécia do que hidrogénio fabricado a partir de gás natural, que entre as emissões de metano a montante e o processo de reforma a vapor é de 10 quilogramas de CO2e por quilograma de hidrogénio. E o hidrogénio azul provavelmente reduzirá esse número para apenas 2 a 4 quilogramas de CO2e por quilograma de hidrogénio, e o limite inferior desse intervalo requer uma gestão muito rigorosa das emissões de metano a montante.

Para contextualizar o grau de lobby em torno do que constitui o hidrogénio “verde”, as regras da UE para o hidrogénio renovável fixam uma intensidade de carbono que é suficientemente boa em 3,38 quilogramas de CO2e por quilograma de hidrogénio. Sim, a Hydrogen Science Coalition acha que esse não é um bom nível. Sim, há muitas críticas a essa intensidade de carbono provenientes de uma ampla variedade de fontes. Há uma boa razão para isso. Não está nem remotamente alinhado com a consecução dos objetivos climáticos, mesmo que a UE não estivesse tola e temporariamente obcecada em tornar o hidrogénio um transportador de energia. Mas está ao alcance do hidrogénio fabricado a partir de gás natural. Conveniente, não?

Por que estou tão focado na eletricidade da rede? Duas razões.

A primeira é que 85% do hidrogénio que utilizamos hoje é fabricado no ponto de utilização. Isso ocorre porque a distribuição do hidrogênio é muito cara. A maioria das bombas de veículos com células de combustível de hidrogênio distribuem hidrogênio preto produzido a partir de combustíveis fósseis. Essa é a forma mais barata de hidrogênio que tivemos até hoje. Nos EUA, é possível fabricar hidrogénio a partir de gás natural barato por pouco menos de um dólar por quilograma. Apesar disso, um caminhão carregado de hidrogênio entregue geralmente custa US$ 10 por quilograma. E um quilograma de hidrogénio dispensado numa bomba de célula de combustível variou entre 15 e 25 dólares nos últimos anos.