Hidrogênio pode ser rota para gás natural na transição energética, aponta EPE

EPBR

A entrada de múltiplas rotas de produção de hidrogênio, com participação de fósseis e renováveis, pode contribuir para a ampliação do uso do gás natural na estratégia brasileira de transição energética.

A Empresa de Pesquisa Energética (EPE) deverá publicar nos próximos dias notas técnicas sobre as perspectivas para produção de três cores de hidrogênio no país: o cinza, o azul e o turquesa.

‘O hidrogênio cinza já temos, é o mais eficiente em termos de custos mais competitivo. Ele traz a base tecnológica. Mas a partir do gás natural, a gente também avança no hidrogênio de baixo carbono que pode ser azul ou turquesa’, explicou Heloisa Esteves, diretora de Estudos do Petróleo, Gás e Biocombustíveis da EPE.

As cores são nomenclaturas para referenciar as diferentes rotas de produção do combustível.

Os estudos são uma colaboração com o governo britânico e devem contribuir com o desenho da Estratégia Nacional do Hidrogênio, prevista para o início deste ano.

O hidrogênio cinza é produzido a partir da reforma a vapor do gás natural com emissão de carbono na atmosfera.

Já o hidrogênio azul passa pelo mesmo processo, porém com a captura e armazenamento do C02 (CCS) emitido na reforma.

Enquanto o hidrogênio turquesa é obtido a partir da pirólise do gás natural, gerando o carbono sólido, uma espécie de coque que pode ser reaproveitado em processos industriais.

Rotas com gás natural ajudam a viabilizar hidrogênio

Diferente do hidrogênio verde – a partir de eletrólise da água a partir de energia renovável -, que ainda demanda uma curva tecnológica para viabilizar a redução de custos, os hidrogênios azul e turquesa, segundo os estudos da EPE, são mais competitivos.

Heloísa Esteves explica que os hidrogênios azul e turquesa podem ter rápida inserção no mercado, para atender a demanda por alternativas de baixo carbono, em comparação com o cinza.

‘Elas geram um energético flexível limpo a partir de um combustível fóssil que temos em abundância no Brasil’, diz.

Conta a favor do gás, então, as políticas e o desenvolvimento próprio do setor, que apesar da crise recente, vêm permitindo a entrada de novos agentes.

‘Casando isso [a oferta de gás] com o Novo Mercado e com o setor mapeando o potencial da demanda, abrimos uma nova rota para a cadeia de gás natural desempenhar um papel na transição energética’, afirma Heloisa Borges.

Preço do gás natural é fundamental

Os estudos da EPE estimam que o Brasil poderia produzir o hidrogênio cinza custando entre US$ 1 e US$ 2 o quilo, enquanto o azul e turquesa azul poderiam chegar a US$ 2 e US$ 2,60 o quilo, considerando o preço do gás natural em US$ 6 por milhão de BTU.

‘Para a produção desses tipos de hidrogênio, a barreira é o custo do gás, regulamentação dos mercados de carbono e solução logística’, afirma Marcelo Alfradique, Superintendente Adjunto da EPE.

No caso do azul, o preço estimado leva em conta o abatimento com a comercialização de créditos de carbono provenientes da captura e armazenamento de CO2, o que demandaria um amadurecimento desse mercado e avanço em questões regulatórias.

No fim de 2021, os preços do gás natural no Brasil, sem tarifa de transporte e no mercado cativo, ultrapassaram US$ 8 por MMBtu; para 2022, em muitos estados, o reajuste da Petrobras acabou judicializado. Questões de curto prazo.

Hidrogênio azul com captura de carbono offshore

A nota técnica da EPE trará, inclusive, um estudo de caso que levanta a possibilidade de instalação de plantas de produção de hidrogênio azul em plataformas offshore já existentes no pré-sal da Bacia de Santos.

Dessa forma, o CO2 emitido no processo seria capturado e injetado nos reservatórios, tal qual é feito hoje com o gás natural.

‘Estão sendo feitos estudos ainda para injeção de CO2, porque já temos a tecnologia pronta para injetar o gás natural nos reservatórios. É um gás mais ácido que o natural, mas estudos apontam essa possibilidade’, explica a analista Claudia Bonelli, que participou da elaboração da nota.

Outro estudo de caso demonstrará a produção de hidrogênio azul onshore, em que o CO2 capturado seria transportado até a região pré-sal para injeção nos reservatórios.

Furnas instala projeto de P&D em usina hidrelétrica em Goiás: objetivo é estudar armazenamento a partir da produção de hidrogênio renovável Cadeia de valor do hidrogênio turquesa

Já no caso do hidrogênio turquesa, a projeção de custos da EPE também considerou a possível comercialização do carbono sólido, conhecido como negro de fumo, utilizado principalmente na fabricação de pneus.

Contudo, a nota aponta para a necessidade de ampliar o uso desse substrato na geração de carbono com alto valor agregado, como o grafite utilizado em baterias de lítio, para que de fato o preço desse hidrogênio se torne competitivo.

A EPE também cita estudos ao redor do mundo que comprovam a viabilidade de utilizar a estrutura de gás existente na distribuição e transporte do hidrogênio.

Isso se daria por meio de uma mistura do hidrogênio ao gás natural, que poderia ser, em geral, de 10 a 20%, chegando até 30%, como vem sendo proposto na Alemanha e nos Países Baixos, por exemplo.

No Brasil, o Ceará também estuda a viabilidade do uso compartilhado de redes para distribuição do hidrogênio. O estado, por meio do Porto de Pecém – e de olho em uma demanda global – vem tentando atrair projetos, especialmente, de hidrogênio verde.

Novos usos para desenvolvimento de demanda

Outro ponto destacado pela diretora da EPE é o avanço no desenvolvimento de novos usos para o hidrogênio.

‘Precisamos avançar na compreensão dos usos do hidrogênio para além do que já conhecemos hoje. Conhecemos o uso do hidrogênio como insumo em processos industriais e no próprio refino, mas precisamos ainda buscar desenvolvimento tecnológico para o uso energético do hidrogênio’, diz.

‘Há pouca clareza se esses usos energéticos alternativos são de fato sustentáveis em escala’.

Segundo ela, construir uma demanda e estrutura firmes de hidrogênio azul ou turquesa, permitiria que no futuro fosse possível migrar para uma rota de biometano, com o hidrogênio verde, quando esse alcance custos mais baixos.

Recentemente, Furnas, subsidiária da Eletrobras, começou a testar uma aplicação de hidrogênio para backup da geração hidroelétrica. Ainda é um projeto em escala de P&D, lançando em Goiás.

Olhando o mercado externo (como viabilizar o frete) e doméstico (fertilizantes), empresas também olham a possibilidade de incluir a amônia verde na cadeia do hidrogênio, setor que pode ser beneficiado pela geração de energia renovável na costa brasileira.

Flexibilidade: estratégia arco-íris

Heloisa Esteves reforça que o mercado de hidrogênio só poderá ser consolidado com a complementaridade entre os diversos tipos de hidrogênio.

Essa, inclusive, é uma das diretrizes apresentadas no Plano Nacional do Hidrogênio pelo Ministério de Minas e Energia (MME) aponta para uso de diferentes rotas na produção de hidrogênio no país, que vem sendo chamado de hidrogênio arco-íris.

‘É preciso ter uma oferta de hidrogênio de baixo carbono firme e acessível ainda nesta década. Precisamos de escala, não vamos poder abrir mão das várias rotas possíveis do hidrogênio de baixo carbono’, completa.

‘Estamos bem confiantes na nossa modelagem, que para introduzir o hidrogênio na matriz energética vamos precisar contar com o hidrogênio de fontes fósseis e não fósseis’, ressalta.

Segundo a diretora, o Plano Decenal de Expansão de Energia (PDE) 2031 incluirá um capítulo qualitativo sobre o hidrogênio indicando essa modelagem.