Veic Hidrogên x Elétric: Verdades/Sonho/Espertezas/Desespero

 

ARTIGO: Veículos a Hidrogênio Celular interno “versus” Veículos Elétricos de Tomada:  Verdades/Sonhos/Espertezas/Desesperos (empresariais e/ou Setoriais)?

1. Resumo –

Embora muito badalada e apregoada, infelizmente, ainda não é chegada a hora de os veículos elétricos serem acionados mais por células de hidrogênio ou de forma direta. Mesmo com sua elevada autonomia mais seu alto rendimento entre 60 km/kg e 120 km/kg de H2 (recorde em testes) - abastecidos rapidamente e estocados em tanques internos mínimos e com somente até 5 kg - os custos de produção e demais do H2, com sua elevada compressão necessária (700 bar) mais seu transporte/estocagem de forma segura total (iguais a 2/3 do custo total) mais seus riscos etc. - muito ampliam muito seus preços finais aos consumidores (entre 6 e 12 euros/kg na Europa, estes para um custo total ainda entre 3 e 4 euros/kg, sendo necessário reduzir pela metade, segundo os analistas concorrenciais).

Acerca, e iniciando, vide antes também meu artigo sobre Hidrogênio veicular ainda de 17/03/2020 e que se tornou o mais lido até hoje neste mesmo site. Obviamente, de lá-para-cá, com as centenas de pesquisas/desenvolvimentos em andamentos, rápidos, acerca dos veículos elétricos e de suas fontes e seus fabricantes no Mundo etc. muito já mudou, para pior ou para melhor, nas tecnologias e nas tendencias do H2 celular interno ou a etanol + água interno e de seus veículos (assim como, dos elétricos a recarregar nas tomadas externas) e, por isto, venho aqui atualizar e novamente tentar ajudar, sem nenhum interesse corporativo ou empresarial. Vide meu artigo anterior acerca em: https://www.agrolink.com.br/colunistas/hidrogenio-e-celulas-de-hidrogenio-ja-sao-o-futuro-da-energia-barata-e-sustentavel_431501.html .

Contudo, beneficamente - pelo lado bastante contrário,  muito otimista e bem mais rápido -, ainda neste mês de dezembro/2021, a empresa hindu-norte-americana “Ohmium” (https://ohmium.com/) prognosticou (o que temos que divulgar honestamente e igual para todos) que o preço final do seu H2 Verde cairá rapidamente para entre Us $ 2,00/kg e Us $ 2,50/kg ainda em 2023, incluindo  a sua produção, elevada compressão,  difícil transporte, bem como a margem para o vendedor final (ante os atuais Us $ 10,00/kg admitidos por eles), ou seja, com preço já bem mais baixo do que o preço do gasóleo na União Europeia. A empresa, que constrói uma unidade produtoras de H2 Verde na Índia equipada com um eletrolisador de 2,0 GW (grande porte) está muito otimista quanto aos futuros custos associados ao Hidrogénio Verde (vide todos os tipos abaixo e bem detalhados, inclusive por principais fontes, no artigo). Também, acredita que em mais 02 anos, em 2025, o custo do Hidrogênio Verde descerá para incríveis, US$ 1,00/kg e que nesta altura ocorrerá o ponto de virada da curva na história do componente elétrico-ambiental fundamental, o que muito potencializará a sua expansão. Vide mais dados em inglês em: https://pplware.sapo.pt/motores/hidrogenio-verde-sera-mais-barato-do-que-o-gasoleo-ate-2023/. 

Para a maioria das empresas, os usos do H2 interno (com células de combustível para produzir eletricidade ou via fontes internas renováveis e baratas de etanol + água, como proposto no Brasil) ocorrerá mais em veículos de grande porte e não nos pequenos. Recente, diversas grandes mundiais (como Honda, Mercedes-Benz, Toyota e Hyundai) já desistiram, temporariamente, de prosseguirem com seus desenvolvimentos de veículos pequenos movidos a H2, até porque concordam que no momento, e nos próximos anos, será muito mais de desenvolver-se, melhorar-se, fabricar-se e baratear-se os veículos elétricos ligados nas tomadas externas, até porque tais eletricidades das redes já bem estabelecidas podem ser recarregadas por muito mais gerações redirecionadas das atuais fontes sustentáveis (solares, eólicas, hidro etc..), mesmo que previstas para produzir-se H2 (seriam, como bem aposto, um contrassenso direcioná-las neste momento para os H2). Também comparando os veículos demandantes, ante os EU $ 15 mil do veículo alemão mais recente e mais barato, desenvolvido pelo DLR (Centro Aeroespacial Alemão) e com células de H2 internas – vide link a seguir -, a GM já tem o veículo elétrico, ligado em tomada, mais barato do Mundo (não via células de H2), o conversível Mini EV Cabriolet, que percorre até 300 km por carga; atinge até 100 km/hora de velocidade com seus 3 m de comprimento e virou fenômeno de vendas com seu preço de apenas EU $ 3000/ud na China. No caso, a joint venture SAIC-GM-Wuling produziu um dos carros elétricos que viraram fenômeno na China, o Wuling Hong Guan Mini EV. Este carro elétrico, o mais barato do mundo, é muito popular entre os motoristas chineses. Vide em https://clickpetroleoegas.com.br/carro-a-hidrogenio-de-baixo-custo-faz-400-km-com-um-unico-tanque/ .

Há 4 tipos principais de H2 veicular conforme suas fontes: limpas/sustentáveis (melhores) ou limpas/renováveis ou ou totalmente sujas/insustentáveis: Verde, Azul, Cinza e Vermelho mais talvez o nosso futuro Verde-Amarelo (numa mistura de etanol + água). A produção da maioria dos tipos de H2 também consome muita energia elétrica, mesmo utilizando e/ou desviando parte dela quando provindas das fontes sustentáveis - solares ou eólicas ou hidroelétricas ou a singás -, o que seria um grande contrassenso técnico-econômico, pois elas já geram muito para veículos elétricos já a venda e a recarregar, cada vez mais rápido, em tomadas. Os custos dos seus eletrolisadores de água ou outros líquidos para H2 também são elevados, precisando reduzir em, pelo menos, 50%. Na produção, outra grande parte ainda provem de fontes muito sujas e insustentáveis (gás natural ou derivados de petróleo etc., caríssimos para tentar limpar) e/ou apenas limpas e renováveis (queima de etanol, biodiesel etc. para a geração elétrica fundamental para se produzir o H2 externamente ao veículo), embora se anuncie muito no Brasil uma sonhada panaceia, provável sobrevivencial do setor sucro-alcooleiro (nesta situação de crise mundial anunciada do setor petrolífero e seus parceiros nos próximos 30-40 anos). Sem deméritos, trata-se de proposta de fabricação e de vendas, parece que ainda muito duvidosas, de veículos elétricos com a produção interna de H2 com uma mistura de etanol + água, mistura a ser estocada em tanque especial interno de 60 litros; mais um aparelho reformador com tecnologia base da Universidade de Ohio (não apenas catalisador) mais baterias etc.  

Ao contrário dos veículos a H2, os seus concorrentes veículos elétricos ainda somente recarregáveis em tomadas (todos ao final são elétricos), já estão bem melhor posicionados, tanto no mercado atual, como já sendo tecnologias em aprimoramento constantes e muito disputados e incentivados, embora ainda com preços bastante elevados. Também há uma baixa autonomia, pois com baterias pesadíssimas e nos pisos (até 550 kg, muito elevando o peso final do veículo para até 2.300 kg, o que amplia muito seu consumo e o seu risco para os passageiros e reduz sua performance) e preços ainda altíssimos etc... No momento, tais elétricos já estão vencendo a corrida por energização veicular, mais para a fundamental limpeza ambiental correta, até por serem a maior parte de suas fontes de energias limpas e sustentáveis (não apenas limpas e renováveis, como no etanol e biodiesel), embora em tais cargas elétricas das redes ainda haja um pouco de geração pelas nefastas e sujas termoelétricas, movidas por derivados de petróleo ou GN.

Aproveitem também para bem conhecerem aqui e analisarem melhor minha proposta abaixo (pedido de patente em andamento) de futuro veículo elétrico autorrecarregável por 5 a 11 fontes naturais, sustentáveis/comprováveis externas, - vide listagem e formas abaixo - + 01 fonte externa, na forma de garagem solar fotovoltaica vazia e diurna, sempre recarregando bateria auxiliar e substituível diariamente, conforme o tipo e a carga do veículo. Embora pareçam sonhos, na verdade, as grandes fabricantes de veículos do Mundo (Nissan, Toyota, Tesla, Audi, BYD, Hyundai, Mercedes Benz, Aptera etc. - vide detalhes no artigo – já têm muitos resultados bastante positivos e comprovados acerca e estão pesquisando, rápida e muito sigilosamente, tais veículos automovidos (mesmo que ainda em parte do tempo), sendo 03 deles já em fase de pré-vendas (APTERA Motors, Nissan Yooto e Tesla Model S). Contudo, todos ainda somente somam até 03 fontes das 5 a 11 que identificamos, pesquisamos, somamos e já melhoramos (exceto mais duas já possíveis: “KERS”, por serem mais fontes térmicas recapturáveis e não elétricas, e “FLYBRID”, um pesado volante de inércia para recaptura cinética reversa das frenagens regenerativas). Vide tudo em: https://www.agrolink.com.br/colunistas/doze-fontes-naturais-gratuitas-a-somar-no-meu-futuro-veiculo-eletrico-autocarregavel_436436.html (se quiseres, posso te enviar por e-mail uma apresentação completa em pdf acerca do meu pedido de patente e projeto, em português ou inglês, inclusive com as tecnologias já empregadas e os veículos já em testes e/ou em vendas pelas grandes fabricantes mundiais citadas).

2. Introdução e Solicitação –

Solicitação: Este é um diagnostico estrategicamente longo e bem detalhado, até por ser novidade e muito demandada por leitores (40 páginas). Assim, ele contem muitos dados mais parte de coletâneas e de analises recentes bem mais externas (90%), bastantes amplas e detalhadas. Portanto, não foi construído para leituras imediatas, mas para consultas e/ou analises pausadas e bem programadas.

Este tipo de estudo longo é comum no exterior (sobretudo na Europa e parte dos EUA catedrático e menos empresarial), mas, no Brasil, o empresariado, professores e alunos e outros se habituaram com o modelo norte-americano de ler e de cobrar por mensagens apenas telegráficas/superficialistas e mais com intuitos jornalísticos, do que bem informativos, científicos reais ou analíticos ou tendenciosos. Se você ainda é deste tipo de leitor - rápido, pouco interessado, superficial, que passa por cima e/ou acho que não precisa (isto é, com clara “preguiça de leitura”) - sugiro-te que não o leias, até porque podes não entender bem os conteúdos, as propostas e as tendências, moderníssimas e recentes, aqui apresentadas. 

Conhecimento real, isento e estratégico empresarial ou pessoal (não tapeações comerciais ou propagandas enganosas ou pagas e disfarçadas de artigos/diagnósticos) exigem muito sacrifícios e reais interesses e a maioria é vendida e não cedida gratuitamente, como sempre faço aqui de forma nacionalista e tentando ajudar os estudantes técnicos e graduados, apenas.

Há uns 2 anos, enquanto a pesquisa brasileira ainda patina acerca do Hidrogênio H2 - e de seus diversos tipos, formas de produção e de usos – na rede mundial, já estamos sendo bombardeados continuada e diariamente por notícias e analises de sites e de outras importantes e atentas Consultorias mundiais, em especial sobre tendências energéticas mais sobre o estado da arte mais sobre o futuro do Hidrogênio (seja para uso veicular direto ou, sobretudo, em células de combustível de futuros veículos elétricos fora da tomada) mais acerca de suas possíveis fontes bem mais efetivas e/ou com melhores benefícios/custos (não necessariamente as mais baratas) e, obrigatoriamente, em longos prazos.

Por exemplo, no site da Consultoria Hydrogen Central, a seguir, você poderá ler e acompanhar, em inglês, tudo o que se escreve, se produz e se pesquisa, diariamente e recente, sobre o Hidrogênio no Mundo (embora eu não seja favorável ao sistema deles de separação do H2 por cores = verde, azul, cinza, vermelho etc..,  pois confunde muito mais os iniciantes e as regras para tais classificações são facilmente burláveis, sendo melhor se classificados fossem na forma de sua oferta final, seja liquida, ou física ou elétrica mais com as sub-formas de produção externa ao veículo x produção interna no próprio veículo).  Por favor, vide mais detalhes em https://hydrogen-central.com/  .

Também, para um bom conhecimento prévio e inicial tenhas paciência e assistas, em inglês, o documentário/apresentação por órgão do Governo dos EUA (56 minutos) em https://www.youtube.com/watch?v=76ujMtLr5Z8. Trata-se de documento de 2011, em muito já mudou no H2 até hoje, mas é um bom início de conhecimento.

Vide também o importante documentário de 2018 em inglês “The Truth about Hydrogen” = “A verdade sobre o hidrogênio” em https://www.youtube.com/watch?v=f7MzFfuNOtY .

“A Instituição brasileira que atualmente parece que mais se empenha em pesquisas e projetos com Células de Hidrogênio é o Lactec (sede no Jardim Botânico em Curitiba - PR) e, por isso, ela representa o Brasil, por autorização do Ministério de Minas e Energia, na parceria Internacional para a Economia do Hidrogênio, o IPHE”. “O Lactec é uma empresa privada, 100% nacional, com mais de 60 anos de história e que atua fortemente no mercado de inovação, abrangendo todas as áreas da ciência, meio ambiente e tecnologia, tudo para atender com alto desempenho as demandas fundamentais dos diversos setores produtivos da economia brasileira”. Vide mais dados em https://lactec.org.br/ e, sobretudo, em https://lactec.org.br/hidrogenio-tera-papel-fundamental-na-agenda-de-transicao-energetica/ .

Também o Governo do Ceará muito se dedica a identificar e a atrair bons investidores e empresas para fabricar hidrogênio próximo ao novo porto gigante e profundo de Pecém. Idem, o Governo do Rio de Janeiro, mas para perto do novo super porto de Açu.

Para tua analise mais rápida e mais dirigida, vejas a seguir, uma listagem dos principais capítulos aqui abordados e bem analisados:

1) Resumo – página 01;

2) Introdução e Solicitação – 02;

3) O Que é o Hidrogênio Energético? Verdades já reconhecidas e/ou em Analises/Debates mais Posições Cientificas-Socioeconômicas Favoráveis – 04;

4) Históricos, Importâncias, Necessidades e PIB das Cadeias de Valor (Vide os Atuais Tipos de Hidrogênio ao final) – 06; 

5) Diversas Posições Ambientais e Tecnológicas Contrárias ao Hidrogênio (por diversos motivos) mais Recomendações de Importantes Universidades australianas e outras contrarias ao H2 atual e a Favor Somente dos Veículos Elétricos Ligados nas Tomadas – 07;

6) Demais Ameaças e Pontos Fracos Informados ou Diagnosticados acerca dos Diversos Tipos de Hidrogênio (sem entrar nos méritos ou nas análises dos críticos) – 09;

7) Dos Atuais Elevados Custos mais dos Elevadíssimos Preços de Venda, incluindo Possíveis Overprices e Elevadíssimas Mark-Ups/Margens-de-Lucro já praticados com as Produções, Transportes, Distribuições e Usos dos H2 MAIS das suas Tendências de Seguidas Baixas – 12;

8) Os Principais Tipos Atuais de H2, Produzidos Externamente aos Veículos e Catalogados por Cores/Fontes/Renovações/Sustentabilidades (Verde, Azul, Cinza, Vermelho) mais a Proposta Brasileira de H2 Verde Amarelo a ser Produzido Internamente no Veículo (Etanol + Água) – Vide descritivos simples dos demais (turquesa, amarelo etc..) no Início – 14; 

A) Tipos de Hidrogênio Atuais mais suas Propostas de Soluções Energéticas-Ambientais mais suas Vertentes ainda Não-Solucionadoras e até seus já Reconhecidos Danos Ambientais (ainda exceto Suas Fontes e que serão qualificadas em capitulo a seguir) – 14;

B) Hidrogênio Verde - Definições, Diferenciais, Resultados, PRINCIPAIS FONTES e Tendencias – 14; 

B.1) Principais Possíveis Fontes – 16;

B.1.a) Solar Fotovoltaica – 18;

B.1.b) Solar Heliotérmica – 20;

B.1.c) Eólicas Diversos Portes – 21;

B.1.d) Singás Super Purificado (99% de H2) após concentrar o H2 Natural contido em Matérias-Primas Sujas como Lixos ou Biomassas ou Fezes etc. – 21;

B.1.e) Singás Purificado para Geração Elétrica e Obtido pelo Processamento Rápido de Lixos, Biomassas, Fezes Animais/humanas, Sobras Alimentos/CEASAS e de Cultivos/Processamentos, Plásticos, Pneus velhos, Gramados, Podas etc. (também chamado de processo para produção de Hidrogenio Turquesa – vide inicio) – 22;

C) Hidrogênio Cinza - Definições, Diferenciais, Resultados, PRINCIPAIS FONTES e Tendencias - 26;  

D) Hidrogênio Azul - Definições, Diferenciais, Resultados, PRINCIPAIS FONTES e Tendencias – 27; 

E) Hidrogênio Rosa (ou Vermelho) - Definições, Diferenciais, Resultados, PRINCIPAIS FONTES e Tendencias – 28; 

F) Proposta de Hidrogênio Verde-Amarelo Brasileiro - Definições, Diferenciais, Resultados, PRINCIPAIS FONTES e Tendencias - 28;

9) O Que São e quais os Principais Fabricantes de Células de Hidrogênio H2 - 31;

10) Vantagens e Desvantagens dos Usos de Veículos Elétricos a serem reabastecidos nas Tomadas Externas – Algumas Marcas Recentes, inclusive uma brasileira, possivelmente, bem barata de futuro - 32;

11) Vantagens e Desvantagens dos Usos de Veículos Eletrificados Internamente por Células de Hidrogênio e Principais Marcas Movidas por Hidrogênio já à Venda, mas Ainda Muito Caras e de Difíceis Abastecimentos – 35;

12) “O já visível e elevado desespero demonstrado por algumas das grandes empresas fabricantes atuais de veículos tradicionais (movidos a derivados de petróleo ou a etanol ou a biodiesel), diante dos novos veículos elétricos ligados nas tomadas externas ou acionados por células de hidrogênio interna e/ou por etanol + água internos” – 37. 

3) O Que é o Hidrogênio Energético? Verdades já reconhecidas e/ou em Analises/Debates mais Posições Cientificas-Socioeconômicas Favoráveis –

“O hidrogênio molecular ou atômico (h) é considerado por muitos como o “combustível do futuro” e a futura base da chamada “economia do hidrogênio”. A principal razão é que a queima direta do hidrogênio (mesmo nas tais células de combustíveis onde não há a queima, mas uma reação química-energética diferenciada) libera-se muita energia (242 kJ/mol ou 121 kJ/g, como previsto nas tais super bombas de hidrogênio) e tem como subproduto a água (no caso das células). Ainda assim, o hidrogênio representa o terceiro elemento da tabela periódica em número de átomos, com 15,4%”.

Comparativamente, “em termos de riquezas energéticas e teoricamente, o H2 é até 3 vezes mais potente do que a já potente gasolina, pois, enquanto apenas 01 kg de hidrogênio consegue produzir 120,0 MJ/kg = 121 Kj/g de energia, 01 kg de gasolina produz 43,0 MJ e 01 kg de carvão somente alcança 23,0 MJ.”

“O processo de produzir Hidrogênio, comprimi-lo e depois transformar esse Hidrogênio comprimido de volta em eletricidade ou energia mecânica é extremamente ineficiente, de acordo com especialista em desenvolvimento de processos químicos e membro da “Hydrogen Science Coalition”.

“Vale a pena enfrentar muitos problemas com uma bateria veicular, por exemplo, porque para cada joule que você coloca, você recebe 90% de volta. Contudo, ao produzir e armazenar Hidrogênio, você obtém apenas 37% da energia de volta. “Então, 63% da energia que você disse é perdida. E esse é o melhor caso.”

“Segundo cientistas de Cornell, “As pessoas que realmente estão por trás desse impulso do Hidrogênio são a indústria de combustível fóssil, porque sem ele, o que eles vão fazer? A indústria de combustíveis fósseis sem combustíveis fósseis é basicamente o negócio de produtos químicos e materiais de petróleo, que representa cerca de 25% do negócio atual.”

Então, vem a pergunta: como outros “combustíveis como o álcool (C2H6O) e os hidrocarbonetos não têm todos H+1 e, assim, não servem para as produções energéticas como a de H2?" Acontece que nesses combustíveis quem está na forma reduzida e pode liberar energia na oxidação é o carbono e não o hidrogênio que somente é um acompanhante”. Portanto, na base de uma economia do hidrogênio, a obtenção desse elemento em formas reduzidas (0 ou até -1) são as realmente capazes de fornecer energia através de reações como a combustão ou as trocas químicas das Células. E para obter esse H2 é necessário "investir" energia de outro tipo, por exemplo, a elétrica”.

Além de ser o elemento mais abundante no universo (embora na Terra não chegue a 0,88% em peso), quando unido com o oxigênio forma a água, a fonte principal de vida dos humanos e outros animais. A queima de hidrogênio em formas diatômicas (H2), a único presente na natureza, pode ser feita de forma idêntica à de outros combustíveis como o GLP (gás liquefeito de petróleo) ou gás natural. A chama da queima do hidrogênio chega a 2.400º C, um pouco mais do que se obtém na queima de gás natural ou de gasolina ou do singás de lixos/biomassas/fezes”.

“Contudo, como ocorre com o petróleo, o Hidrogênio (H) praticamente não existe livre na natureza, de forma que é mais um vetor energético do que uma fonte. Para ser útil, econômica e ambientalmente, tem que estar na forma de H2 e não de H. Entretanto, produzir, estocar e transportar o H2 exigem-se boas fontes elétricas e tecnologias avançadas e, de certa forma, caras (menos via singás, sendo a substância mais comum resultante da combustão final do hidrogênio do singás a água, no caso vapor de água - vide ao final).”

“O Hidrogênio já é um componente chave nos processos industriais químicos e na indústria siderúrgica. Portanto, fazer Hidrogênio limpo para usar nesses processos industriais é fundamental para reduzir as emissões de carbono, segundo a empresa de pesquisa de mercado Independent Commodity Intelligence Services (ICIS)”.

“Mas como fonte de energia em si, a grande vantagem do Hidrogênio é a sua versatilidade, de acordo com a supervisora da tecnologia de células de combustível de Hidrogênio para o Departamento de Energia dos EUA. “Muitas vezes é chamado de “canivete suíço da energia”, disse ela”. “O Hidrogênio limpo será muito útil na descarbonização do transporte industrial pesado, como caminhões, grandes barcos industriais e aviões”.

“Quando o Hidrogênio queima, gera energia na forma de calor, e o único subproduto é a água. Isso significa que a energia criada a partir do Hidrogênio não gera dióxido de carbono que aquece a atmosfera, tornando-se uma das muitas fontes potenciais de energia que podem ajudar a reduzir as emissões de carbono e retardar o aquecimento global’.

“A produção de Hidrogênio consome energia porque os átomos de Hidrogênio não existem por conta própria – eles quase sempre estão presos a outro átomo, geralmente outro elemento (na Terra, o Hidrogênio é particularmente abundante na forma de água, ou H2O.) A criação de Hidrogênio puro requer a quebra dessas ligações moleculares”.

“Ao longo de 100 anos, 01 tonelada de metano pode ser considerada equivalente a 28 a 36 toneladas de dióxido de carbono, segundo a Agência Internacional de Energia”.

“O sistema de cores - adotado para classificar os diversos tipos de hidrogênio pela sustentabilidade real, ou não, de suas fontes etc. é um pouco simplista e precisa ser atualizado e mais específico, segundo um diretor executivo da coalizão do Hydrogen Council, uma organização de CEOs do setor. “A questão principal é que deve haver uma metodologia para rastrear e declarar a intensidade específica de CO² de qualquer Hidrogênio com o qual você esteja trabalhando”.

Vejamos um descritivo inicial e bem simplificado desta classificação por cores (vide mais detalhes ao final), a saber:

1) “O Hidrogênio Cinza é feito a partir da reforma do gás natural como o Hidrogênio Azul, mas sem nenhum esforço para capturar subprodutos de dióxido de carbono”;

2) “O Hidrogênio Amarelo é o Hidrogênio feito com eletrólise da rede de energia. As emissões de carbono variam muito dependendo das fontes que alimentam a rede”;

3. O Hidrogênio Rosa (ou Vermelho) é o Hidrogênio feito com eletrólise alimentada por energia nuclear, que não produz emissões de dióxido de carbono. (Embora a energia nuclear crie resíduos radioativos que devem ser armazenados com segurança por milhares de anos)”;

“4) O Hidrogênio Turquesa é o Hidrogênio produzido a partir da pirólise do metano, ou divisão do metano em Hidrogênio e carbono sólido com calor em reatores ou altos-fornos. O Hidrogênio turquesa ainda está em seus estágios iniciais de comercialização, e seu valor climático depende de alimentar a pirólise com energia limpa e armazenar o carbono físico”.

“O uso do Hidrogênio veicular é menos interessante para veículos de consumo menores, pois os carros movidos a bateria estão sendo adotados com muito mais facilidade, mas veículos maiores exigem baterias maiores, o que aumenta seu peso, o que, por sua vez, aumenta o uso de energia. O Hidrogênio pode ser uma maneira de contornar esse enigma”

“O Hidrogênio também pode ser usado como forma de armazenar energia de fontes renováveis ??intermitentes, que são intermitentes – o sol nem sempre está brilhando e o vento nem sempre está soprando. Em vez disso, as concessionárias podem converter o excesso de energia em Hidrogênio e usá-lo para energia mais tarde, como uma alternativa ao armazenamento de baterias”.

“O Hidrogênio também pode ser armazenado no subsolo pelo tempo necessário, da mesma forma que o gás natural, e sazonalmente”.

“As principais fontes conhecidas atuais de hidrogênio energético são as fósseis. O processo de separação de hidrogênio consiste basicamente no mesmo que para a gasolina, nafta, metanol ou até outras fontes renováveis, como o etanol. No entanto, independente da fonte, esses processos sempre emitirão poluentes atmosféricos. Sendo assim, a eletrólise da água (não poluente como as acima) ainda é considerado como o método mais viável para a produção de Hidrogênio Verde e como um meio versátil de armazenamento e de transporte de longo alcance para a energia renovável e intermitente”.

“Outras formas de produzi-lo é por meio de um processo térmico. Neste caso, geralmente, o vapor quente produzido sob alguma forma, cara ou de médio preço, reage com um combustível do tipo hidrocarboneto, mesmo sem ser de petróleo (queimas de diesel, gás natural, biogás, singás de lixos/biomassas/fezes/pneus/plásticos etc..) – até pela energia solar, sobretudo de forma térmica - produzindo hidrogênio e nestes casos também sem emissões de carbono”.

Atualmente, cerca de 95% de todo o Hidrogênio mundial produzido vêm do gás natural (neste caso chamado de “reforma do gás”), mas é um processo muito caro e totalmente insustentável, por utilizar um similar do petróleo”. Além disso, esse gás natural é composto por entre 86% e 89% pelo nefasto metano, e quase não contem Hidrogênio aproveitável”.

A tecnologia de produzir Hidrogênio por eletrolise ambientalmente limpa – ainda com os problemas de fontes elétricas caríssimas (que não podem/poderiam ser sujas) - também está em estudos/testes e até já é empregada por algumas empresas do Brasil (chamado de veículos a Hidrogênio-Etanol/água ou H2 Verde ou H2 Verde-Amarelo).

Corrente, há “três formas tecnológicas físico-químicas principais de produção (não de suas fontes) ou de utilização do hidrogênio como combustível para veículos:

1) “A combustão interna do próprio Hidrogênio: não é tão diferente, energeticamente falando, de todos os outros combustíveis utilizados atualmente, embora seja consideravelmente menos poluente por não gerar carbono na queima”;

2) “O uso do Hidrogênio produzido, externo ou interno como no veículo acima proposto de etanol + água, em células internas de energia (Células de H2) para impulsionar carros elétricos: esse método é, de longe, muito mais eficiente e realmente faz com que o hidrogênio seja considerado como um dos combustíveis do futuro, pois além de dar mais autonomia e facilidades de recargas aos carros elétricos, ele ainda consegue aumentar a sua eficiência combustível em mais 50%, em média”;

3) “A produção externa de Hidrogênio (não fonte) pela antiga eletrolise da água. “Mesmo sem aparecer novas tecnologias, a eletrólise está ficando cada vez mais barata. No entanto, comparada com outros processos, sua utilização ainda é muito pequena, representando 0,1% da produção global de Hidrogênio. O custo da energia elétrica ou do aquecimento envolvido nessa reação pode ser decisivo para essa modalidade, já que a energia ainda dispendida para produção do gás puro H2 sempre é maior do que aquela que o Hidrogênio pode oferecer no seu uso”. Também, os níveis de corrosão das partes metálicas são elevados”.

4) Históricos, Importâncias, Necessidades e PIB das Cadeias de Valor (Vide os Atuais Tipos de Hidrogênio ao final) -   

“O Hidrogênio final produzido ainda somente tem a exigência de ser apenas limpo ou renovável (não necessariamente sustentável) e que pode ser usado para gerar eletricidade comum (domiciliar, urbana, industrial ou rural) MAIS para uma variedade de aplicações como em carros elétricos e gerações para edifícios, dispositivos eletrônicos, caminhões e sistemas de energia de reserva”.

Assim, “neste tipo de produção, é possível que a emissão de carbono seja “zero” somente em alguns casos, mas, isso depende da fonte da eletricidade usada, sendo mais importante medir, bem analisar e divulgar, claramente, o possível balanço positivo ou negativo de suas produções por cada fonte, ou seja, que sejam números confiáveis e bem informados do balanceamento ambiental do carbono mais do metano e de outros gases envolvidos nas reformas além do H2, itens mais conhecidos como analises da “pegada de carbono” (“the  carbon footprint”)”. Afinal, como a produção de H2 demanda muita eletricidade e/ou termias e/ou efeito fotovoltaico etc. podem ser usadas muitas fontes com tais intentos (solar, derivados de petróleo, gas natural, etanol, biodiesel, biogás, singás, hidroelétricas, eólicas, termoelétricas, geotérmicas, nuclear, carvão natural e vegetal, fornalhas, caldeiras a lenha etc. - vide as principais fontes ao final), restando bem medir, claramente, se a captura do carbono final ocorrida (e/ou de outros gases nefastos), e/ou de sua não-emissão, pelos usos dos H2 produzidos superam claramente, ou não, se em números confiáveis, a produção, emissão de gás carbônico (e/ou de outros gases) mais a estocagem direta de carbono ocorrida (como por exemplo em arvores velhas em pé ou já abatidas e a queimar/não beneficiadas ou já queimando e emitindo gases) a partir das produções, dos transportes e até das armazenagens diretas das diversas fontes para H2. 

“Mesmo assim (de forma ainda nem tão clara nem tão comprovada passo-a-passo, fonte-a-fonte, tecnologia-a-tecnologia etc..), considera-se que o sucesso da produção de Hidrogênio já é um grande passo para a descarbonização dos processos industriais, que respondem hoje por mais de 33% do consumo de energia mundial e por cerca de 25% das emissões globais de gás carbônico”.

“De acordo com a Agência Internacional de Energia (IEA), as emissões globais de CO2 já diminuíram 5,8% em 2020, mas devem aumentar 4,8% em 2021, à medida que a demanda por carvão, petróleo e gás se recuperarem junto com a economia no pos-COVID. Como resultado, Governos em todo o Mundo estão se esforçando para investirem e produzirem bem mais energias de fontes renováveis, como o Hidrogênio, mais solar, eólica, geotérmica, singás, mini hidros etc..”.

Em julho/2021, mais de 500 ônibus movidos a hidrogênio transportaram os atletas nos Jogos de Tóquio.

Para a importante Consultoria internacional McKinsey & Company “mais de Us $ 300,0 bilhões já foram investidos em Hidrogênio em toda a cadeia de valor nos últimos anos, sendo cerca de Us $ 150,0 bilhões (50%) já direcionados diretamente para a sua produção”.

De acordo com a “Consultoria internacional Allied Market Research, somente o mercado de veículos elétricos a célula de combustível de hidrogênio foi avaliado em Us $ 0,65 bilhão em 2018 e deve crescer para Us $ 42,00 bilhões em 2026 (+ 66,9% a.a.)”.

“Em 2020, o mercado global somente de células de combustível de hidrogênio (não de toda a cadeia do H2) foi precificado em Us $ 2,5 bilhões, mas tem previsão de atingir Us $ 13,8 bilhões em 2026, aumentando à elevadíssima taxa anual de 33,1%. A demanda por veículos elétricos é o maior motivador que impulsiona o crescimento do mercado de células de combustível de hidrogênio”.

Em 2020, a União Europeia, para alcançar a meta de emissão neutra de C02 no clima em 2050, planejou e incentivou investir Us $ 430,0 bilhões no hidrogênio H2 renovável até 2030.

“Para 2050, chegou-se a projetar que 18,0% da energia consumida no planeta seja de H2V (Hidrogênio Verde) e com 30,0 milhões de pessoas envolvidas ou trabalhando em sua cadeia total de valor por ano; já com elevadíssimo valor movimentado de Us $ 2,5 trilhões de receitas anuais e somente com as vendas de tal gás H2 aos consumidores finais”.

“Segundo estimativas do Goldman Sachs, o crescente mercado global e total de Hidrogênio Verde deve valer US$ 11,0 trilhões em 2050”.

Outras consultorias esperam que a “demanda por hidrogênio cresça de 115,0 milhões de toneladas métricas anuais para 500,0-800,0 milhões de toneladas métricas até 2050, o que representaria de 15% a 20% da demanda global de energia”.

5) Diversas Posições Ambientais e Tecnológicas Contrárias ao Hidrogênio (por diversos motivos) mais Recomendações de Importantes Universidades australianas e outras contrarias ao H2 atual e a Favor Somente dos Veículos Elétricos Ligados nas Tomadas -

“Ambientalmente, de forma negativa, de acordo com um estudo realizado pela Agência Internacional de Energia (AIE), a produção de Hidrogênio ainda somente ocorre quase que inteiramente a partir de combustíveis fósseis, causando a emissão de aproximadamente 830,0 milhões de toneladas de gás carbônico/ano na atmosfera, o que é equivalente à soma das emissões produzidas pelo Reino Unido mais pela Indonésia. Somente uma produção de H2 realizada a partir de fontes renováveis, juntamente com uma estrutura regulatória adequada, poderá redefinir a futura boa pegada de carbono do hidrogênio (“the H2 footprint”) e, assim, permitir que ele acelere a transição energética Mundial fundamental”.

“Há apenas duas formas mais comuns de obtenção do Hidrogênio, sendo a primeira pela queima de material (que gera resíduo de carbono, mas em alguns processos esse resíduo é retido) e a segunda por meio de eletrólise, mas que precisa ser feita com energia elétrica também obtida de forma limpa, ou ele deixa de ser considerado como Hidrogênio Verde”.

Atualmente, “segundo a Agencia Internacional de Energia, 99% do Hidrogênio que é usado como combustível é proveniente de fontes não renováveis (95% vem da reforma do sujíssimo gás natural GN) e apenas 0,1% é obtido por meio da eletrólise da água sem, ou com, 50% de etanol de cana, como, possivelmente, alguns já propõem para dar sobrevida e nova importância socioeconômica-ambiental ao etanol no Brasil, segundo os críticos”. Neste tipo de produção veicular interna de h2 com etanol + água (vide ao final) é possível que a emissão de carbono seja “zero”, mas, isso depende da fonte da eletricidade usada.

Assim, “quase todo o Hidrogênio hoje é produzido a partir de combustíveis fósseis (gás natural e carvão), e isso é responsável por cerca de 2% das emissões globais. O Hidrogênio é limpo e favorável ao clima apenas se for produzido a partir de fontes renováveis ??de energia, como solar, eólica, hídrica e singás. Este processo usa eletrólise para converter água em Hidrogênio e é apropriadamente chamado de “Hidrogênio Verde” - vide ao final.” Por mais de 20 anos, os proponentes do Hidrogênio têm prometido um futuro de energia limpa, mas, embora o ritmo de novos projetos de Hidrogênio Verde esteja se acelerando, a maioria ainda está em um estágio inicial de desenvolvimento. Apenas 14 grandes projetos em todo o Mundo iniciaram a construção em 2020, enquanto 34 ainda estão em estágio de estudo ou de memorando de entendimento”.

Além disso, no Mundo atual e ainda ambientalmente falando, “os atuais chamados de carros elétricos “plug-in” (uso do Hidrogênio para gerar eletricidade externa para recargas dos veículos com H2 nas tomadas externas nas “H2 station”) podem ser “falsos verdes”, já que, basicamente, podem consumir energia elétrica produzida por termoelétricas à carvão, o que não ajuda em nada no processo de descarbonização. Isso já não acontece com os carros movidos à Hidrogênio Verde (H2V), embora existam todos os desafios que já foram citados acima e serão ao final. Acontece que, neste exato momento, mesmo as grandes montadoras estão investindo pesadamente nos projetos de carros “plug-in”, embora, atualmente, também invistam muito mais nos carros a células de Hidrogênio”.

“Carros “plug-in” são os veículos elétricos (100% com motor elétrico interno) ou híbridos (parte com motor de combustão e parte com motor elétrico, ambos internos), mas que também se podem recarregar eletricamente em tomadas externas”.

“Além disso, existe toda a questão da renovação da atual frota de veículos convencionais e de todo o processo futuro de ter que se retirar os veículos a combustíveis fósseis de circulação”.

Já Jess Cowell, ativista da “Friends of the Earth Scotland”, se opõe a qualquer uso do Hidrogênio Azul, dizendo que ele simplesmente permite que as empresas de combustíveis fósseis continuem em atividade e emitindo poluentes”.

Por outro lado, “pode até haver um futuro para o Hidrogênio Verde, disse Cowell, mas agora não é o momento de se investir nele”. “Você corre o risco de desviar a capacidade renovável existente para a geração elétrica para a geração de Hidrogênio Verde e, neste momento, esse ainda é um processo incrivelmente ineficiente”.

“Por outro lado, atualmente, boa parte das grandes fabricantes (como Honda, Mercedes-Benz, Toyota e Hyundai) já concordam que as células de combustível de Hidrogénio poderiam desempenhar um papel importante no setor dos transportes pesados, até porque ainda consideram que nos automóveis de passageiros a tecnologia dominante será a das baterias a recarregar em tomadas elétricas externas”. Vide em: https://pplware.sapo.pt/motores/hyundai-suspende-o-desenvolvimento-de-carros-a-celulas-de-combustivel-de-hidrogenio/ “

“Outros críticos do Hidrogênio Verde dizem que usar energia solar ou eólica para produzir outro combustível agora é um desperdício de preciosas energias renováveis e já com usos diretos e eficientemente muito bem comprovados, enquanto o Mundo luta para abandonar os combustíveis fósseis. Ao mesmo tempo, os planos para usar Hidrogênio Azul - que é produzido a partir de combustíveis fósseis - estão sob crescente e necessário escrutínio contrário.”

Também citam que “existem algumas indústrias que pretendem produzir o H2 para “si” e para seus consumidores finais (inclusive de seus veículos), mas que, para tanto, já requerem tanta energia e numa situação em que as atuais energias renováveis ??tradicionais já não conseguem atender as suas próprias demandas. Isso é um problemão, porque essas indústrias estão entre as maiores emissoras atuais de gases de efeito estufa e a utilizarem novos recursos e incentivos para produzirem o H2, mas somente com fontes altamente poluidoras. Com isto, elas poderão piorar muito mais a questão ambiental mundial, amparadas que sejam por falsas promessas e apenas para receberem muitos incentivos financeiros para produzirem tais energias e apenas limpas”.

Concluindo: “Faltam regras mundiais claras e básicas a cumprir para tais produções, incentivos e usos de H2, sobretudo de como e de quem pode ou de quem deve ou não deve” fazê-lo e, pior, receber para isto”.

Também já há muitas controvérsias, até provando ou demonstrando possíveis interesses protecionistas e/ou espertezas continuadas e/ou sonhos empresariais gigantes (tentando ou lutando muito pelas suas sobrevivências econômico-financeiras neste momento altamente competitivo) e para os quais a maioria já se revela, agora, como bastante ou inteiramente despreparada, inclusive seus Consultores e Assessores.

“Embora o Hidrogênio Verde emita “zero” carbono, ele tem algumas limitações, pois, quando queimado em atmosfera aberta, ele libera uma pequena quantidade de óxido nitroso, que é um potente gás de efeito estufa. Entretanto, se o Hidrogênio for armazenado internamente em poucos volumes para usos em uma célula de combustível interna do veículo elétrico, ele emitirá apenas água e ar quente”.

Assim, por definição mundial, “o Hidrogênio Verde é produzido quando a energia renovável é usada para derivar o Hidrogênio de uma fonte limpa. Isso geralmente envolve a eletrólise da água e o envio de uma corrente elétrica através da água para separar as moléculas. Se o Hidrogênio Verde, gerado a partir da água e usado pelo processo de eletrólise para extrair as moléculas de Hidrogênio, for totalmente alimentado com energia de fontes renováveis, ??como solar, eólica e singás, o Hidrogênio Verde pode ser uma opção de emissão “zero””.

Por outro lado, considera-se que será preciso muita programação e muito cuidado com incentivos ao H2, pois para professores da USP, países como o Japão, EUA e Alemanha já tiveram carros movidos a Hidrogênio, mas com o tempo caíram em desusos porque já era um combustível muito mais caro.

“Outros dos principais usos que vemos hoje do H2 são nas espaçonaves, mas os maiores consumidores do chamado “H2 Vermelho” são a indústria petrolífera e que o utiliza para refinar o petróleo bruto, mas ele também é utilizado para produzir fertilizantes, metais e na área alimentícia para a hidrogenação de óleos vegetais, como as margarinas" (Obs: noto aqui, sem deméritos, que algumas grandes instituições de pesquisas e de ensinos no Brasil ainda não dominam bem tais assuntos, como é a praxe em alguns países, e até  fornecem informações parciais, até incompletas e/ou divergentes acerca).

“Também, muitos Consultores energéticos-veiculares não concebem bem as propostas de veículos elétricos carregando na rua, pois existem três outras questões, talvez menos conhecidas com o Hidrogênio, que acreditamos que devam ser seriamente consideradas:

1) Primeiramente, o potencial de vazamento significativo de Hidrogênio durante a sua produção, transporte e uso. O hidrogênio é um gás de efeito estufa mais potente do que o dióxido de carbono, e qualquer perda de hidrogênio reduz a eficiência energética geral;

2) Em segundo lugar, as emissões de hidrogênio em vazamentos podem aumentar a poluição do ar local e regional, e podem até mesmo esgotar a camada de ozônio na estratosfera e, assim, bem mais pesquisas são necessárias neste espaço;

3)  Finalmente, o Hidrogênio precisa de água limpa e fresca, e em grande quantidade. Pior é que se a água do mar e usinas de dessalinização forem usadas para produzir tal água para produzir o H2 seria outra perda de energia adicionada ao processo de produção, penalizando ainda mais a eficiência energética geral”.

“Por outro lado, eles também insistem que o foco dos Governos, empresas, compradores e consumidores finais precisa ser somente em veículos elétricos, pois a descarbonização do transporte rodoviário precisa ser rápida, implantada em escala e requer uma estratégia holística que promova mudanças no comportamento diário de viagem. Apostar na disponibilidade futura em grande escala de Hidrogênio para este setor não fará com que isso aconteça com rapidez suficiente. Também ocorre o risco de bloquear-se a dependência dos combustíveis fósseis e de suas emissões adicionais de gases de efeito estufa, se o aumento da escala do Hidrogênio limpo ficar aquém das expectativas. Então, precisamos minimizar a demanda de energia e melhorar a eficiência energética nos transportes, tanto quanto possível e o mais rápido possível”.

Também, contrariamente, as atuais produções e formas de usos do Hidrogênio, em analise altamente crítica e impiedosa -  mas fundamental neste nosso momento ambiental-energético do Mundo e Brasil - cientistas australianos da Universidade Tecnológica de Sidney mais da Swinburne Techs University de Melbourne publicaram artigo recente em inglês  (novembro/2021) contra o uso do H2 e que aqui também temos que republicar e tentar analisar pela nossa total isenção e imparcialidade conhecidas - vide em https://thedriven.io/2021/11/19/we-must-rapidly-decarbonise-road-transport-0-but-hydrogens-not-the-answer/ .

“Assim, na Australia, não se apostam tanto no Hidrogênio para o transporte rodoviário veicular menor e alguns fabricantes estão até fazendo lobby por uma transição mais rápida para os carros elétricos. Dados recentes de vendas globais de carros e veículos comerciais leves, juntamente com declarações de líderes corporativos, sugerem que muitos fabricantes de veículos ainda não consideram seriamente o Hidrogênio como um combustível de transporte viável e lucrativo. Por exemplo, o veículo Honda Clarity com célula de combustível a hidrogênio teve sua produção interrompida em agosto de 2021 para “cortar modelos de baixo desempenho de sua linha”.

“Para eles, o Hidrogênio pode sim desempenhar um papel mais importante no mercado de caminhões de longo curso, já que seus benefícios declarados incluem uma longa autonomia e curtos tempos de reabastecimento, que são importantes para este setor. Assim, o Hidrogênio compete mais em um mercado dinâmico e veloz de caminhões elétricos, que apresentam melhorias anuais significativas e contínuas na densidade da energia da bateria e nos preços”.

“Além do mais, os fabricantes de caminhões - como Daimler, MAN, Renault, Scania e Volvo - indicaram que veem um futuro totalmente elétrico”.

Para muitos “Os benefícios frequentemente declarados do Hidrogênio se dissipam quando comparados com a tecnologia alternativa de caminhões elétricos. Isso inclui a troca de baterias, que permite tempos curtos de reabastecimento, e o desenvolvimento de “e-rodovias” (estradas que recarregam automaticamente os veículos quando eles passam por elas), embora seja verdade que esses sistemas ainda estão sendo testados, por exemplo, na Europa e nos Estados Unidos, mas eles têm uma perspectiva promissora”.

“Para eles ainda há uma baixa eficiência energética do H2, o que é uma questão esquecida, mas fundamental do uso de Hidrogênio no transporte, pois considera-se como baixa a sua eficiência energética”.

Como dito, na pratica, “o Hidrogênio não é uma fonte de energia, mas é apenas um portador de energia. Isso significa que ela precisa ser gerada, comprimida ou liquefeita, transportada e convertida de volta em energia útil - e cada etapa do processo acarreta uma perda substancial de energia. Na verdade, os veículos a Hidrogênio e os que funcionam com gasolina ou diesel têm um desempenho de baixo consumo de energia, pois apenas 15%-30% da energia disponível nos combustíveis é usada para dirigir. Compare isso com os veículos elétricos atuais com baterias (recarregáveis em tomadas) e que já usam 70-90% da energia disponível”.

“Em outras palavras, a quantidade de energia renovável necessária para 01 veículo a Hidrogênio Verde trafegar por apenas 01 km é a mesma que é necessária para 03 veículos elétricos dirigirem a mesma distância. Esta é uma questão muito importante, pois quanto mais energia é necessária para o transporte, mais energia renovável precisa ser gerada, e quanto mais alto o custo e mais difícil se torna a descarbonização da economia rápida e em escala realmente favorável e urgente”.

“A evidência disponível sugere que os veículos elétricos a bateria (recarga externa) são a única tecnologia viável que pode conseguir isso em um futuro próximo”.

“Assim, para uma redução rápida nas emissões de gases de efeito estufa, devemos eletrificar o transporte até onde pudermos e usarmos outras opções, como Hidrogênio Verde H2V (vide detalhes das muitas propostas a seguir), somente onde realmente não pudermos, como no transporte marítimo de longo alcance e na aviação. E dependendo de como os esforços de eletrificação de caminhões se desenvolvam, o Hidrogênio ainda pode ter um papel no transporte de longa distância, mas que usará muita energia renovável extra”.

“Um primeiro passo lógico seria reconverter a produção global atual de Hidrogênio Azul, ainda bem mais baseado em combustível fóssil no novo Hidrogênio Verde, mas o foco deve estar na implantação de veículos elétricos em toda a Austrália e, de fato, no Mundo”. Muitos se opõem a qualquer uso do Hidrogênio Azul, dizendo que ele simplesmente permite que as empresas de combustíveis fósseis continuem em atividade e emitindo poluentes”.

Adicionalmente, “além de se ter custos ainda bastante elevados, a transformação de gás Hidrogênio em combustível demanda uma grande quantidade de energia.  Este processo demanda bastante energia porque a sua eficiência energética é de cerca de 80%, o que quer dizer que, para gerar 80 KW/kg, seriam necessários 100 KWh de eletricidade inicial, ou seja, bem elevada e inversa”.

6) Demais Ameaças e Pontos Fracos Informados ou Diagnosticados acerca dos Diversos Tipos de Hidrogênio (sem entrar nos méritos ou nas análises dos críticos) -

Além de pouquíssimas estações atuais disponíveis nos países para recargas veiculares com H2, de qualquer tipo e fonte, outro grande desafio gigante da pesquisa e desenvolvimento mundial atual e a ser bem enfrentado, rapidamente, para o pleno potencial de FCEVs (“Hydrogen-Powered Fuel Cell Electric Vehicles = Veiculos Elétricos Movidos por Células de Hidrogênio”) até obterem pleno sucesso comercial é o custo de armazenamento de gás Hidrogênio, mesmo em estações de combustível de Hidrogênio construídas para esse fim. O gás precisa ser mantido em tanques pressurizados em até 700 bar e já em -36º C ou precisa ser convertido para a forma líquida, o que requer resfriamento a -253º Celsius (menos 423º Fahrenheit). Como você pode imaginar, isso não é apenas caro, mas também requer muita energia, o que anula tanto o apelo dos FCEVs quanto seus benefícios ambientais.

Acerca, beneficamente, e já nesta nova corrida científica necessária ao H2, recente, o Centro Alemão de Pesquisas DESY - “Deutsches Elektronen-Synchrotron” descobriu como armazenar Hidrogênio em nanopartículas feitas de paládio - um metal precioso, mas, que pode ser facilmente extraído. Embora se saiba há muito tempo que o paládio pode absorver hidrogênio como uma esponja, a abordagem do DESY difere por tornar o Hidrogênio ainda mais fácil de se extrair. O processo envolve partículas de paládio com apenas um nanômetro de diâmetro em uma estrutura que se assemelha ao pão de chocolate revestido de nozes. No centro da estrutura está um 'granulo = noz” de irídio em torno da qual está envolvida uma camada de paládio (como no pão), que então é revestida por uma camada de Hidrogênio (o chocolate). Uma pequena quantidade de calor é tudo o que é necessário para se extrair o Hidrogênio. Agora o DESY planeja dimensionar a tecnologia para descobrir as densidades de armazenamento que ela pode atingir e, atualmente, ele está usando o grafeno como um transportador para os ‘nano-chocolates’, mas planeja investigar outras estruturas de carbono para transportes e outros usos. Vide mais dados recentes em inglês em: https://www.slashgear.com/this-hydrogen-fuel-breakthrough-sounds-sweet-02704881/ “.

No entanto, o DESY está otimista de que sua abordagem será capaz de armazenar quantidades substanciais de paládio, o que por sua vez significa que sua abordagem será capaz de armazenar quantidades substanciais de hidrogênio, sem as desvantagens dos métodos atuais de contenção de hidrogênio.

Por outro lado, também, “muitos críticos do Hidrogênio Verde “H2V” dizem que usar energia solar ou eólica ou hidroelétrica ou mesmo etanol para produzir outro tipo de combustível agora já é um desperdício de preciosas energias renováveis, enquanto o Mundo luta para abandonar os combustíveis fósseis”.  

Embora o H2 Verde seja o mais proposto no Mundo atual, pois é previsto que seja produzido a partir, pelo menos, de fontes renováveis - embora nem tão sustentáveis.  Destina-se, de futuro, bem mais a eletrificação externa dos veículos a serem ligados em tomadas e/ou com produção internas de eletricidade em suas células de Hidrogênio e/ou, também internamente, a partir de uma mistura de etanol + água e que aqui “melhor” chamaremos de “H2 Verde Amarelo” - vide a seguir).

Para outros, “se o Hidrogênio Verde gerado a partir da água - e o seu processo de sua eletrólise para extrair as moléculas de hidrogênio - for totalmente alimentado com energias de fontes renováveis ??como as solares, eólicas, singás, mini hidros etc. o Hidrogênio Verde poderá ser uma opção de emissão “zero”.

Assim, “haveria uma elevada função para o Hidrogênio Azul e o Verde, mas teremos que garantir que o Hidrogênio Azul (a partir dos sujíssimos derivados de petróleo) também seja produzido com os mais altos padrões ambientais- o que é quase impossível (a não ser que tapeando, mentindo idem e dourando as pílulas com propagandas enganosas/compradas de uma imprensa irresponsável, como sempre, muitas petrolíferas e suas refinarias mais distribuidoras fazem e muito e descaradamente”). “As tecnologias já estão disponíveis hoje para evitar essas emissões (algumas apenas) e, muitas vezes, são econômicas e até economizam dinheiro”.

Também, “em outro estudo publicado pelo importante revista “Energy Science and Engineering” no início de agosto/2021 revelou-se que, embora o Hidrogênio Azul - a ser obtido pela chamada reforma do gás natural - emitisse 9%-12% menos de dióxido de carbono do que o Hidrogênio Cinza, ele na verdade emitia mais metano do que o próprio gás natural”.

“Também, no geral e num fato ambiental gravíssimo, “a chamada pegada de gases de efeito estufa (“footprint”) do Hidrogênio Azul foi 20% maior do que a da simples queima de gás natural ou do carvão para aquecimento e 60% maior do que a da simples queima de óleo diesel para aquecimento.” Ou seja, vale mesmo a pena usar combustíveis fosseis para produzir o tal hidrogênio azul?

“Segundo diversos consultores mundiais energéticos-ambientais, a insistência em também fabricar o tal H2 Azul, para alguns cientistas, é apenas uma forma para permitir que algumas espertas empresas de combustíveis fosseis continuem com suas atividades altamente lucrativas e muito poluentes, ou seja, nada agregam de real a nova economia socioambiental e realmente sustentável necessária”.

“Estudos recentes também mostraram que o Hidrogênio Cinza – a ser obtido a partir da chamada reforma de Gás natural mais até de outros derivados de petróleo - emite mais gases do efeito estufa do que os especialistas em energia pensavam inicialmente. O metano, um poderoso gás de efeito estufa e o principal componente do gás natural, frequentemente vaza de seus dutos para a atmosfera”.

“Além disso, as máquinas utilizadas para realizar a eletrólise da água e/ou etanol, mesmo no Hidrogênio Verde, são caras e o processo não é particularmente eficiente”.

“Adicionalmente, pode haver um elevadíssimo consumo de caríssima água dessalinizada e totalmente purificada previamente, em tais produções com água marinha, ditas como sustentáveis, mas quem sabe até pouco renováveis, embora limpas. Segundo o Engenheiro de Processos Sênior Retha Coertzen: “A percepção é de que precisamos de 9 litros de água limpa e sem sal para processar apenas 01 kg de hidrogênio por meio da eletrólise, mas isto é uma verdade apenas estequiométrica. No entanto, quando você começa a adicionar todos os outros elementos, esse equilíbrio pode mudar drasticamente, pois a eletrólise precisa de um fluxo muito puro de água desmineralizada”.

“Por outro lado, dependendo da qualidade da água que entra, pode haver uma taxa de rejeição de 30% - 40% se o fluxo de água for efetivamente na forma de salmoura (salgada), pois esta não é uma fonte viável para eletrólise. Além disso, uma vez que e quando as necessidades de água para resfriamento evaporativo são adicionadas, a demanda por água, apenas limpa, aumenta novamente. “De repente, a necessidade total é de cerca de elevadíssimos, 50 litros de água para processar apenas 01 kg de hidrogênio e, caso as demandas renováveis sejam consideradas, podem-se precisar de cerca de 80 litros de água limpa e sem sal para cada 01 kg de hidrogênio a ser produzido”.

“Existem também algumas dúvidas sobre se os armazenamentos de carbono, após sua captura, nos usos do H2, o que geralmente envolve sua injeção no solo, ser, ou não, sustentável”. “A maioria das análises assumem que o dióxido de carbono capturado possa ser armazenado indefinidamente, uma suposição otimista e não comprovada. Mesmo que seja verdade, o uso de Hidrogênio Azul parece difícil de se justificar em termos climáticos ou realmente sustentáveis”. Também, temos, adicionalmente, que considerar que para se estabelecer alguns cultivos para se produzir o proposto e chamado “Hidrogênio Verde” (cana de açúcar, milho, soja e outras oleaginosas, cultivos esses apenas limpos e renováveis) promoveu-se um intensivo desmate inicial e com muitas queimas de troncos, alguns que estocam carbono até hoje, ou já os expeliu para a atmosfera local via queimas descontroladas e sem produzir singás. Assim, bem estabelecer-se, divulgar-se e debater-se a chamada “pegada de carbono” (“the H2 footprint”) de cada fonte a utilizar para produzir H2 será fundamental, doravante, para se ter as reais medições, acertos e incentivos, quando necessários e reais, ao H2 energético, desde que ambientalmente corretos e justos”.   

Também, entendo que não faz muito sentido usar-se hidrogênio para fins de aquecimentos de casas e outros locais e até industrias, como se propõe no Reino Unido, isto quando fontes apenas renováveis de eletricidade limpa forem utilizadas para tanto (solar, eólica, biomassas, mini hidros, singás etc..)”, sendo muito mais viável seus usos nas eletrificações diretas, até porque já bem estabelecidas e até bem mais confiáveis e com bem menores riscos de transportes, entregas, de usos e até de ausências/falhas nas entregas. “Para muitos, as caldeiras a gás normalmente usadas para aquecer casas na Escócia e no Reino Unido, de forma mais ampla, deveriam ser eletrificadas, mas somente via energia eólica, solar, biomassas ou singás, em vez de Hidrogênio”.  

Aqui, também pouco falamos ou incentivamos as gerações elétricas diretas pelas queimas e/ou as indiretas para produções de H2 veiculares com biogás de aterros, biodigestores ou similares. A maioria destas técnicas e projetos têm como fontes - a muito fermentar lentamente por 17 dias até 42 dias - as fezes animais, humanas e algumas chorumes maléficos e muito contaminados provindos biomassas e lixos urbanos ou rurais, inclusive dos nefastos aterros sanitários e dos descartes pobres ou dos “chorumes” (chamados de “pasta fedorenta”) das chamadas Centrais de Processamento e de Reciclagens das Cooperativas de catadores. Todos são considerados como altamente tóxicos para os solos, pois, estes “por si”, já começam com um elevado problema ambiental/tecnológico que são a elevada expulsão/liberação/vazamentos para a atmosfera local – intencional ou acidental, corrente e comum - do seu elevado teor inicial do nefastíssimo metano (até 65% do conteúdo final do biogás e contendo apenas cerca de 8% de Hidrogênio). Ao contrário, o Singás moderno (ou gás de síntese) - além de muito mais eficaz e bem mais rápido – 3 minutos para se produzir – em tais processamentos brutos de muitas toneladas/dia de matérias-primas sujas como lixos, fezes, cascas, palhas, sobras, biomassas cultivadas ou de seus detritos/resíduos/sobras, plásticos, pneus, podas, gramados etc. – vide a seguir - contem até 42% de H2 e apenas 8%-12% de metano.

Também, “no tocante aos usos finais, ainda é muito difícil e um pouco perigoso o armazenamento do Hidrogênio, mesmo nos tanques em fibras de carbono e sem vazamentos (vida útil de até 15 anos, como exigem as Leis, mas o que leva a vida útil bem menor dos veículos)”.

Outrossim, “ainda há muitas limitações no estabelecimento das caras redes de abastecimentos dos H2”. Então, as suas produções, transportes e usos ainda são difíceis e caros, pois o H2 é um gás que somente pode ser liquefeito a temperaturas baixas e pressões relativamente altas – vide abaixo -, mas que, mesmo assim, pode ser facilmente inflamável”.

“Há uma elevadíssima pressão necessária para se transformar o H2 gás em H2 mais o O2 em líquidos e de até 700 bar (com altíssima demanda de energia adicional) e com estes, ou somente com o H2, abastecerem os veículos, pressão esta quase 25 vezes mais do que a pressão de trabalho nos seus pneus”. Operacionalmente, somente nesta altíssima pressão ele pode ser transportado de forma segura e barata em gasodutos ou ficar no tanque dos navios ou em tanques de bombas da beira do asfalto (como já ocorre em algumas “eco-rodovias” da Noruega). É também fundamental considerar que o H2 altamente pressionado em 700 bar somente armazena 4,7 MJ/litro, ou seja, é muito pouca energia. Assim, “o H2 é de difícil compressão e o seu armazenamento ainda representa caríssimos e elevadíssimos riscos”. Também, a temperatura inicial alcançada pelo Hidrogênio comprimido é baixíssima, e de até -36º C, o que dificulta e amplia ainda mais os custos com seus transportes mais estocagens e seus riscos conjuntos”. A outra opção, como já descrito, é liquefazer o Hidrogênio mais isto requer o seu resfriamento a -253º Celsius (menos 423º Fahrenheit). Como você pode imaginar, isso não é apenas caro, mas também requer muita energia, o que anula tanto o apelo dos FCEVs quanto seus benefícios ambientais (vide acima no início, sobre uma nova técnica acerca).

“Ainda há a considerar-se o elevado peso das células de combustível e que ocupam grande espaço interno, como nos antigos motores. Quando além destas células, tais veículos forem programados para a produção interna do nosso, por mim chamado de H2 Verde Amarelo (vide bem mais dados e análises de riscos acerca, após), via etanol com 45%-50% + água com 50%-55%, por exemplo, como se prevê no Brasil (projeto Nissan + Unicamp) também será necessário acrescentar-se o peso do equipamento chamado de reformador do tal etanol (pouco conhecido, por ser segredo industrial) mais o peso de mais 59 kg (cerca de 60 litros) de um tanque estocador também interno mais os até 15 kg de uma bateria auxiliar”.

7) Dos Atuais Elevados Custos mais dos Elevadíssimos Preços de Venda, incluindo Possíveis Overprices e Elevadíssimas Mark-Ups/Margens-de-Lucro já praticados com as Produções, Transportes, Distribuições e Usos dos H2 MAIS das suas Tendências de Seguidas Baixas –

“Alguns críticos conscientes e professores da UFRJ citam que “exportar hidrogênio é um excelente negócio, mas não podemos fazer só isso, pois não devemos nos esforçar ao máximo para descarbonizar o resto do Mundo, enquanto não nos descarbonizarmos.”

Atualmente, “segundo a Consultoria E+ Transição Energética, “o chamado Hidrogênio Verde H2V (vide os tipos a seguir) ainda tem preço médio final bastante caro para o consumidor Mundial (não custo de produção) e entre Us $ 5,00/kg e Us $ 6,00/kg. Já o H2 Cinza, mais produzido a partir de combustíveis fósseis, vale entre Us $ 2,00/kg e Us $ 3,00/kg”.

Então, “os ainda elevados valores atuais do hidrogênio também não o tornam tão acessível. Isso significa que o reabastecimento acaba sendo mais caro do que os valores atuais aplicados para movimentar veículos movidos a gasolina, mas, como referência, a energia gerada por 1,0 kg de Hidrogênio equivale à por 3,2 kg de gasolina”. “Consideram-se que os preços finais do H2 são mais elevados, em função dos ainda altos preços das células de combustível – vide analises após - mais dos elevados custos com eletricidade, transportes e armazenagens em altíssima pressão, necessárias em suas produções, entregas e usos”.

A maioria dos analistas entendem, entretanto, que “o Hidrogênio somente passará a ser competitivo daqui a 5 anos, pois seus atuais custos de produção, transportes, estocagens e distribuição final etc. e, assim seus preços finais, ainda são muito elevados e em torno de EU $ 10,00/kg na Europa. Assim, o custo é de cerca de 50 euros para encher o tanque com 5 kg de hidrogênio e rodar 600 quilômetros, ou seja, com um preço final médio final de 9 euros a cada 100 quilômetros”. Então, até lá tudo pode mudar muito, pois há inovações Hidrogênicas a cada dia, sobretudo em termos de fontes, de tecnologias para suas obtenções, de novos e melhores resultados e de menores custos”.

“Além disso, já se praticam margens-de-lucros absurdamente elevadas (“mark-up”) e, possivelmente, até “overprices”, e em toda a cadeia a seguir, aliás, como se faz, rotineiramente, na indústria petrolífera Mundial mais do etanol e do biodiesel etc.., pois o preço médio de venda do H2 na Europa era de EU$ 10,00/kg (8-12 Euros/kg), isto para um custo de produção abaixo de EU $ 4,00-5,00/kg. Já na Alemanha o H2 financiado/subsidiado hoje fica por 10 euros/kg, mas na França sobe para 15 a 16 euros/kg e na Noruega para 17 euros/kg.”.

Consideram-se que a maioria das indústrias, fabricantes, investidores e vendedores dos combustíveis H2 mais de suas células H2 ou outras formas mais dos seus veículos elétricos - seguidores plenos das antigas teorias do capitalismo selvagem norte-americano/parte europeu – não ligam muito verdadeiramente para as questões produtivas e as possíveis soluções ambientais do H2 e dos veículos  elétricos, mas, apenas querem faturar muito alto e rapidamente (muitos a títulos falsos de guardarem reservas para novas pesquisas-, mas, na verdade, para premiarem seus investidores - alguns até abutres - e acionistas mais seus proprietários, CEO e CTO etc..). Pior, é que recente até as economias da Ásia - antes geralmente bem mais pacientes, embora bem mais poluidoras - com a Globalização e a internet concorrencial intensas também estão assimilando tais comportamentos selvagens (tudo querem para ontem e sem querer assumirem riscos, sempre procurando transferi-los para os Consumidores Finais e/ou Governos (povos) e/ou Seguradoras-Resseguradoras) e que mataram, e ainda matarão, muitas empresas, clientes e consumidores em médio prazos” (há muitos nomes e exemplos de medias e grandes empresas mundiais já assassinadas pelas pressas e/ou por tais mentiras empresariais e até de abutres).  

“Alguns consideram que o H2 seria o melhor futuro, se o Hidrogénio não tivesse o “pequeno” problema de devolver sempre muito menos energia que a aplicada para produzi-lo (menos de 70%). Assim, ainda é um processo de perdas. Nos poucos locais onde se abastece em Portugal, 01 kg de hidrogênio custa mais ou menos o mesmo que 7 ou 8 litros de gasolina, sendo que com estes dá para percorrer a mesma distância se com H2. Logo, a viagem fica por 3 vezes mais cara do que por eletricidade carregada lentamente na tomada de casa. A grande vantagem de abastecer com H2 é não ter de ficar horas à espera de que a bateria carregue, mas isso não sai barato”.

“Outros portugueses citam que atualmente já custa o dobro para um veículo “fuel cell” fazer os mesmos 100 km do que um a gasolina”.

Assim, o H2 também se trata de novo combustível, possivelmente ambientalmente até revolucionário no H2 Verde, mas de que “algumas das grandes Empresas já tentam ou querem se apoderar e comandar, novamente, para seus possíveis imensos lucros futuros mesmo que até anti-socio/ambientais negativistas, como nas atuais fontes sujas usadas no H2 Azul mais no H2 Cinza mais no H2 Vermelho”.

“Adicionalmente, além de se ter custo direto ainda bastante elevado, a transformação das fontes e, sobretudo do gás H2 já pronto, de qualquer tipo e fonte, em combustível final demanda uma grande quantidade de energia. Este processo demanda bastante energia, porque sua eficiência energética é de cerca de 70%-80%, o que quer dizer que para gerar 80 quilowatts/kg ainda são necessários 100 kWh de eletricidade”.

“Outro ponto importante é que, para alguns Consultores especializados na produção internacional de H2, o custo dos eletrolisadores para separação do Hidrogênio da água também é muito elevado e para produzir no nível de custo de Us $ 3,00/kg, sendo que os valores de tais eletrolisadores ainda precisam cair 50%”.

Contudo, recente, “pesquisadores da Engie Laborelec, uma unidade da gigante francesa de energia Engie, insistiram que alimentar um eletrolisador de 50 MW com uma usina solar fotovoltaica FV de 100 MW - fora da rede, mas acopladas a imensas baterias - pode ser mais barato do que investir em uma atualização de conexão de tal eletrolisador à rede para comprar eletricidade”.

Para eles (Engie), em 2020, “o LCOE (custo operacional de produção) do H2 obtido a partir de combustíveis fósseis variava entre Us $ 1,34 e Us $ 2,40 por kg, dependendo da tecnologia e da localização (exceto os custos com transportes e distribuição). Já o Hidrogênio Verde produzido por energia solar FV pode competir plenamente com o Hidrogênio Azul em certos locais, particularmente na Austrália, onde o LCOE já era de cerca de apenas Us $ 2,36/kg.

Para 2030, “as metas de custos somente de produção do H2V, em escala mundial crescente, são apenas de Us $ 1,50/kg no Chile; entre Us $ 1,50/kg e Us $ 2,25/kg na China; entre Us $ 1,75/kg e Us $ 2,25/kg no Brasil e entre Us $ 1,50/kg e Us $ 2,50/kg na Austrália.  Em junho/2021, o custo de produção do chamado Hidrogênio Verde variava entre 2,50 e 5,50 Euros por kg (média de EU $ 4,00/kg, igual a cerca de Us $ 5,00/kg)”.

Contudo, pelo lado bastante contrário, muito otimista e bem mais rápido, ainda neste mês de dezembro/2021, “a empresa hindu-norte-americana “Ohmium” (https://ohmium.com/) prognosticou que o preço final do seu H2 Verde cairá rapidamente para entre Us $ 2,00/kg e Us $ 2,50/kg ainda em 2023, incluindo  a sua produção, elevada compressão,  difícil transporte, bem como a margem para o vendedor final (ante os atuais Us $ 10,00/kg, admitidos por eles), ou seja, com preço em 2023 já bem mais baixo do que o preço do gasóleo na União Europeia. A empresa, que está a construir uma estrutura na Índia equipada com um eletrolisador de 2 GW (grande porte) está muito otimista quanto aos futuros custos associados ao Hidrogénio Verde. Também, acreditam que em mais 02 anos, em 2025, o custo do Hidrogênio Verde descerá para incríveis, US$ 1,00/kg e nesta altura ocorrerá o ponto de virada de curva na história do componente, o que potencializará a sua expansão. Vide mais dados em: https://pplware.sapo.pt/motores/hidrogenio-verde-sera-mais-barato-do-que-o-gasoleo-ate-2023/ “. 

“Em junho de 2021, o Departamento de Energia dos EUA lançou um programa chamado “Hydrogen Shot”, que visa s reduzir o custo do Hidrogênio limpo para US$ 1,00/kg em uma década. Reduzir o preço do Hidrogênio limpo “seria um grande passo para resolver as mudanças climáticas”, disse o bilionário Bill Gates, fundador da Breakthrough Energy Ventures, na Cúpula “Hydrogen Shot” do Departamento de Energia. “A meta de reduzir o prêmio em 80% é uma meta fantástica e ambiciosa”, disse ele.

“Existem três caminhos principais que o Departamento de Energia vê para reduzir o custo do Hidrogênio limpo de cerca de Us$ 5,00/kg para Us$ 1,00/kg:

1) Melhoria da eficiência, durabilidade e volume de fabricação dos eletrolisadores;

2) Melhorar a pirólise, que gera carbono sólido, não dióxido de carbono como subproduto;

3) Adotar “Caminhos avançados”, que é um pouco abrangente para tecnologias experimentais. Um exemplo é a abordagem foto eletroquímica (PEC), onde a luz solar e semicondutores especializados são usados ??para quebrar a água em luz solar e Hidrogênio”.

No Brasil, atualmente, segundo o Governo do CE, “o H2 Verde ainda não tem competitividade, pois o seu custo médio de produção ainda é de Us $ 3,00/kg, ante Us $ 2,00/kg do chamado Hidrogênio Azul e apenas Us $ 1,70/kg do Hidrogênio Cinza – vide denominações e tipos a seguir. Espera-se, contudo, que o seu custo final reduza cerca de 64% até 2040.”

Aqui, “o objetivo inicial da produção de H2 - diversos tipos - ainda é bem mais a exportação, mesmo já se sabendo que o custo do transporte corresponde por até 2/3 do preço final do Hidrogênio”.

No Brasil, para a importante Empresa de grande logística, a Prumo, o Hidrogênio somente será competitivo quando seu custo total cair, pelo menos, para Us $ 3,00/kg e Us $ 4,00/kg para um preço atual em média de Us $ 6,00/kg e Us $ 12,00/kg, conforme o País e local (já chegando a 17 euros/kg, sem subsídios/financiamentos, na Noruega, vide acima). Ainda para eles, “para conseguir-se produzir Hidrogênio Verde competitivo, precisaremos de um preço de energia que não exceda Us $ 25 por megawatt”. Mas, segundo eles, a “eólica offshore que custava Us $ 250/MW há 5 anos, hoje ainda custa Us $ 70/MW, o que ainda é muito caro para se produzir H2 competitivo, se de forma isolada”.

8) Os Principais Tipos Atuais de H2, Produzidos Externamente aos Veículos e Catalogados por Cores/Fontes/Renovações/Sustentabilidades (Verde, Azul, Cinza, Vermelho) mais a Proposta Brasileira de H2 Verde Amarelo a ser Produzido Internamente no Veículo (Etanol + Água) – Vide descritivos simples dos demais (Turquesa, Amarelo etc..) no Início -   

A) Tipos de Hidrogênio Atuais mais suas Propostas de Soluções Energéticas-Ambientais mais suas Vertentes ainda Não-Solucionadoras e até seus já Reconhecidos Danos Ambientais (ainda exceto Suas Fontes e que serão qualificadas em capitulo a seguir) -

“Quase todo o Hidrogênio hoje é produzido a partir de combustíveis fósseis (gás natural e carvão), mas isto é responsável por apenas cerca de 2,0% das emissões globais”.

“Contudo, o Hidrogênio somente será considerado limpo e favorável ao clima se for produzido a partir de fontes, pelo menos, renováveis de energias como a solar, eólica, hídrica e até o etanol e o biodiesel, embora esses pouco ou nada sustentáveis. Este processo Mundial – muito caro –, em geral, usa a eletrólise para converter água em Hidrogênio e é apropriadamente chamado de “Hidrogênio Verde” - vide bem mais dados acerca a seguir.

O Hidrogênio Azul é considerado como uma transição até que o H2 Verde possa competir com o Cinza e o Azul, em termos de preços e de custos futuros”.

Para muitos, “se o Hidrogênio Verde – produzido a partir da água e o seu processo de sua eletrólise para extrair as moléculas de hidrogênio for totalmente alimentado com energias de fontes renováveis ??como as solares, eólicas, singás, mini hidros etc. – ele, H2V, poderá ser uma opção futura de emissão “zero”.

“Em 2020, entretanto, de todo o Hidrogênio com baixo teor de carbono produzido no Mundo, 95% era do Azul, de acordo com um relatório recente da IEA, mas, em 2030, à medida que a indústria do Hidrogênio Verde se desenvolva, ele deve estar mais prontamente disponível, mais fácil de se produzir e de ter um custo bem mais competitivo do que com o Hidrogênio Azul, relata a IEA”.

“Assim, que vençam os Hidrogênios consensuais e mais sustentáveis socioambientalmente e não os mais eficazes ou os com menores custos e preços finais”.

Para ser qualificado como “Hidrogênio Verde”, segundo normas internacionais e no sentido da sustentabilidade e da preservação do meio ambiente, é um combustível com termo utilizado somente para se referir ao Hidrogênio a ser obtido a partir de fontes renováveis, em um processo no qual não haja a emissão de carbono. Assim, a produção de combustível de hidrogênio ainda usando recursos de energia somente renovável (forçando bastante a barra ambiental) e ainda não sustentáveis, como seria o adequado e a exigir, prevê-se que podem levar que muitos dos atuais consumidores, bem conscientes, das energias veiculares ou de outras formas, os boicotem de futuro.

“Assim, o Hidrogênio Verde recebe esse nome porque é produzido sem a emissão de CO2 (apenas isto), e a partir, principalmente, da quebra da molécula da água realizada com eletricidade de fontes limpas, recursos abundantes no Brasil”.

“Ambientalmente, além disso, considera-se que o chamado Hidrogênio Verde (“H2V”) pode ser o combustível do futuro, mas ainda não deve resolver todos os problemas, pois ele emite até “zero” carbono, contudo - gravemente - quando ele é queimado em atmosfera aberta, ele libera uma pequena quantidade de óxido nitroso, que é um potente gás de efeito estufa, bem pior que o CO2”.

Vide bem mais detalhes da produção e da importância do Hidrogênio Verde, em especial para o Brasil, no artigo público plenamente disponível na internet: “Hidrogênio verde transforma processos industriais e freia efeito estufa.” disponível em: https://www.uol.com.br/ecoa/ultimas-noticias/2021/05/29/hidrogenio-verde-o-combustivel-sustentavel-cuja-queima-produz-agua.htm “.

O Hidrogênio Verde também é aquele feito hoje “mais a partir da eletrólise, porém a energia inicial para a realização deste processo precisa vir de fontes renováveis para que o combustível se enquadre nesta categoria. Assim, sua produção se dá sem a emissão de carbono.”

Por definição recente de Prof. Dr. da Unicamp: "o Hidrogênio é Verde H2V é somente aquele que é obtido de fontes RENOVÁVEIS de energia, que emitem pouco CO2, como a energia eólica e as solares (fotovoltaica ou heliotérmica), o singás e as mini hidro, que geram energia elétrica a ser usada por um equipamento chamado eletrolisador de água, que faz com que a partir de uma certa tensão se decomponha a água em hidrogênio e em oxigênio".

Considera-se que “O sucesso da produção de Hidrogênio Verde seja um passo para a descarbonização dos processos industriais, que respondem por mais de 1/3 (33%) do consumo de energia mundial e ¼ (25%) das emissões globais de carbono”.

” Por mais de 20 anos, os proponentes do Hidrogênio têm prometido um futuro de energia limpa, mas, embora o ritmo de novos projetos de Hidrogênio Verde esteja se acelerando, a maioria ainda está em um estágio inicial de desenvolvimento. Apenas 14 grandes projetos em todo o Mundo iniciaram a construção em 2020, enquanto 34 ainda estejam em estágio de estudos e/ou memorandos de entendimento”.

Assim, espera-se que o “Hidrogênio cresça das 115 milhões de toneladas métricas/ano produzidas em 2019 para as 500-800 milhões de toneladas métricas até 2050, o que representaria de 15 a 20% da demanda global de energia. Mais de Us $ 300 bilhões já foram investidos em Hidrogênio em toda a sua cadeia de valor, e a McKinsey & Company projeta que cerca de Us $ 150 bilhões desses investimentos foram direcionados diretamente para a produção”.

Assim, desde já, há algumas certezas necessárias/exigidas pela maioria dos cientistas, ambientalistas e consumidores para os apoios as tecnologias mais já a se exigir dos fabricantes e distribuidores do Hidrogênio Verde eletrificável: 

1) Todas as fontes de H2 Verde terão que serem, realmente, sustentáveis ambientalmente e benéficas a todos e em longo prazo - e não apenas limpas e renováveis, como se apregoa na produção a partir da mistura de etanol com água (mais chamado aqui como Hidrogênio Verde Amarelo - vide abaixo), por exemplo, ou mesmo usando energia eólica e/ou solar etc., se não sustentáveis localmente; 

2) Seu balanço somado da pegada de carbono (“the Carbon or CO2 footprint”) terá que ser altamente “positivo” e não apenas um empate = “pegada neutra”, como ocorre nos casos das produções, transportes mais das queimas de biomassas de madeiras ou de bagaços de cultivos diversos mais nas famosas cogerações elétricas e/ou outros fins, e que levam a elevada produção estocável e/ou emissão imediata de carbono - iguais ou até mais do que seu sequestro total - e nunca com “pegada negativa”; 

3) “Também, os consumos de energias diversas em suas fabricações, estocagens, transportes etc. terão que serem altamente positivos e inovadores, pois, por exemplo, não há lógica tecno-econômica em se utilizar energia eólica ou solar ou singás ou biomassas ou mini hidro de qualquer tipo para produzir Hidrogênio, diretamente, mas em locais distantes e sem capacidades de estocagens, pois, muito melhor será continuar destinando e utilizando tais fontes para as gerações elétricas normais, mesmo que para consumos locais e/ou para entregas elétricas diretas as redes (vendas) e/ou para usos veiculares apenas próprios”.

Pelo lado bom, outra ótima novidade segundo a UNICAMP é que “o Hidrogênio Verde também pode ser uma saída para estocar energia renovável de fontes que não são constantes e que até podem se perder. Os pesquisadores lembram que o Acordo de Paris visa a usar fontes renováveis de energia, que não emitem gás carbônico, mas a energia eólica e a solar são fontes intermitentes, uma hora se tem muito e, em outra, não se tem. "Em redes elétricas isso é ruim, pois causa muita oscilação da tensão. Mas como armazenar essa energia quando se tem muito? A resposta pode ser produzir Hidrogênio Verde com baixo custo quando e onde se tenha essa energia de sobra”.

Por outro lado, “operar um avião ou um grande navio, por exemplo, requer tanta energia que qualquer bateria usada para armazenar eletricidade solar ou eólica provavelmente seria muito grande e pesada para tal navio. O Hidrogênio Verde, adicionalmente, pode ser estocado internamente na forma líquida e é bem mais leve. De acordo com a Airbus, que está desenvolvendo uma aeronave comercial de emissão “zero” com H2, a densidade de energia do Hidrogênio Verde é cerca de 3,0 vezes maior do que a dos combustíveis para aviação que usamos hoje”.

Considera-se também que alguns aviões pequenos até conseguiriam voar com células de combustível de Hidrogênio, embora a tecnologia ainda não tenha sido ampliada comercialmente.

“Embora o Hidrogênio Verde possa ser fundamental para descarbonizar a indústria pesada, abastecer navios e aviões e talvez armazenar energia, não é eficiente usá-lo de forma mais ampla como fonte de energia, diz um professor de ecologia e biologia ambiental da Universidade de Cornell”.

“Ainda assim, muitos cientistas de Cornell acham que buscar o Hidrogênio Verde é importante para todos os seus outros usos, como processos industriais e o processo Haber-Bosch, que converte Hidrogênio e nitrogênio em amônia para uso em fertilizantes. O processo Haber-Bosch é creditado com o aumento maciço da produção de alimentos e muito ajudará a alimentar a explosão populacional da Terra”.

Assim, produzir o H2V não é assim tão simples e barato, mesmo que ele não libere nada ou pouco de gás carbônico ou que estoque carbono na produção de suas fontes.

É por isso que os especialistas acreditam que o Hidrogênio Verde tem um potencial enorme e em muitos setores.

Assim, no Brasil, “começam a se desenhar pelo menos três “hubs” para produção de Hidrogênio Verde. Esses centros orbitam em torno dos portos de Pecém no Ceará mais de Suape em Pernambuco e do Açu no Rio de Janeiro, que já firmaram memorandos de entendimento com grandes grupos internacionais”.

“O objetivo inicial é a exportação, mesmo já se sabendo que o custo do transporte corresponde por quase dois terços do preço final do hidrogênio”. Já há quem aponte o Hidrogênio Verde como uma possível commodity e o Brasil tem um bom potencial exportador. O Chile, por exemplo, está tentando se tornar uma potência nesta área”.

Comercialmente, o Chile, além do Brasil, também está atento ao mercado mundial de Hidrogênio Verde e isso pode levar a algumas disputas comerciais dentro do MERCOSUL nos próximos anos. 

Considera-se que o Brasil – mesmo que ainda apenas teoricamente, talvez decorrentes de claras tentativas, até lobistas, de sobrevivências setoriais do etanol, biodiesel e outros - tenha elevado potencial para se tornar uma verdadeira potência de produções, usos e exportações de H2 Verde. Ocorre que temos uma matriz elétrica composta principalmente por usinas hidrelétricas, mas também temos a mais extensa produção de cana de açúcar, além de tecnologia disponível por meio de pesquisas nacionais e de participações internacionais”.

“A Alemanha recente anunciou a meta de atingir a descarbonização da sua economia até 2050. Para isso, segundo Consultores, ela vai precisar importar 90% do Hidrogênio Verde de que já necessita. Marrocos já é um grande concorrente do futuro Hidrogênio Verde brasileiro e que pretende construir dutos para levar o insumo até a Alemanha, o que lhe dará vantagem sobre o produto do Brasil, pois, para chegarmos até aquele país europeu, teríamos que ter a adição de gases de efeito estufa no seu transporte”.

"Então, não adianta nada gerar eletricidade e produzir Hidrogênio Verde e colocar num navio que usa óleo combustível pesado para ir até a Europa. Esse balanço de carbono vai custar, mas já existem estudos para navios com transportes futuros mais baseados, por exemplo, na Amônia Verde (M3) e que poderia ser usada como combustível para navios grandes". “Contudo, aí também é muito problemático, pois a chamada Amônia Verde, mais destinada a produção de fertilizantes, já é responsável por aproximadamente 1,8% das emissões mundiais de dióxido de carbono. Vide em https://oespecialista.com.br/amônia-verde-agronegócio/ “.”

B.1) Principais Possíveis Fontes -

Inicialmente é preciso muito bem explicar - de forma não mentirosa e até encoberta/experta - que a produção H2 Verde no mar- como já descrita - exige uma pesada dessalinização previa da água, o que demanda muita energia (solar, eólica, mista ou da queima de combustíveis fosseis sujos) e isto tudo fora a outra grande parte de energia que também será dispendida na eletrólise, posterior, de tal água (em geral, também provinda das mesmas fontes acima).

Por outro lado, na pratica e sem deméritos ao Brasil (apenas exarando algumas posições cientificas externas contrarias, como necessário), “alguns já consideram que o H2 Verde precisará, realmente, provir de uma fonte sustentável e não apenas limpa ou renovável, como no caso da cana e do milho para etanol ou das oleaginosas e da palma para biodiesel. Todos sabemos que a produção e usos do etanol de cana e de biodiesel não são energias sustentáveis e tal uso duplo muito pode prejudicar as performances mais a imagem futura dos veículos elétricos 100% sustentáveis, como se pretende”.

Adicionalmente, “a própria produção de cana além de não ser considerada sustentável já vem sendo questionada como sendo carbono neutra (“the carbon CO2 footprint”) e até de ser carbono negativa, como em outras biomassas, pois, ao mesmo tempo que sequestra carbono nos cultivos e o impede/reduz com as não emissões nos veículos tradicionais, ela também produz muito carbono, acumulado, seja nos desmates para os plantios mais nas operações de cultivos, colheitas, transportes totais e, pior, nas queimas intensivas dos seus bagaços para as tais cogerações elétricas”.

“Segundo a EPE/MME, nosso potencial gerador/captador de Energia Solar – mediante diversos tipos e formas como já descrito - é de quase 100 vezes superior a atual captação/geração solar já instalada. Já o nosso potencial eólico (diversos tipos e formas) é cerca de 65 vezes maior do que a atual já instalada (só utilizamos 1,5% dos 1050 GW possíveis em terra e no mar).”

Por outro lado, beneficamente, o Brasil tem uma excelente capacidade de ter uma boa combinação de energias eólicas, solares, mini hidros mais, sobretudo, singás rápido de fontes sujas como lixos, fezes, plásticos, pneus, biomassas cultivadas para tanto e/ou seus resíduos dos seus processamentos, cascas, palhas, sobras alimentos, chão de fábrica etc.., gerando de 15 a 24 horas/dia. Realmente são fontes, realmente sustentáveis, para o H2V e isto por dia de energia renovável e contínua. Muito mais e bem melhor será quando se produzir e se estocar energias elétricas solares ou a singás, via modernos fluidos térmicos circulantes e reaqueciveis,  em até 450º C pela via solar heliotérmica em Calhas Solares PTC e por até 15 horas/dia, como também em até 850º C, internamente e por até 24 horas/dia, nos modernos singaseificadores rapidíssimos das matérias-primas sujas/descartes e outras limpas acima citadas, muito usados nos EUA, Asia e parte da Europa, mas totalmente desconhecidos e até inexistentes no Brasil e na América do Sul. O singás das matérias-primas acima não só tem alto teor inicial, aproveitável e concentrável, de até 42% de H2 natural e sustentável, como tal singás com H2 ainda básico pode ser queimado externamente para produzir muita eletricidade ou mesmo para reaquecer muito fluido térmico, interno e externo ao singaseificador, tudo para a produção continuada de vapor para energia elétrica rankine - vide após.

Ainda para os “técnicos e analistas da Prumo Logística, no primeiro momento, a solução mais barata de energia para a produção de H2 Verde seria um modelo híbrido, combinando as fontes eólicas, solares e pequenas centrais hidrelétricas (PCH) e gerando firmemente por todas as 24 horas/dia” (não por apenas 3-5 horas/dia não-nublados/não-chuvosos como ocorre na maioria dos projetos pela nossa atual Solar FV fotovoltaica isolada, até porque somos um pais, comprovadamente, muito agrícola  mais agropecuário mais extrativista e assim com muitas nuvens, muitas chuvas e muitos ventos frios e ocorrendo muito, pelo menos, na metade dos meses/ano, reduzindo apenas um pouco  - de 50% a 70% -, nos demais meses menos nublados ou chuvosos/ano). Também reporto que, além da pecuária e dos extrativismos por 12 meses/ano, já temos há uns 20 anos os cultivos intensos das 2ª safras de diversos grãos intermediários como milho, sorgo, triticale e milheto/pastagens cultivadas de ciclo curtos (ex-safrinhas, nos pós-cultivos da 1ª safra, ou seja, da safra gigante de verão) - possíveis em quase todo o Centro-Sul mais Centro-Oeste do País -, temos também os cultivos de invernos no Sul (trigo, centeio, cevada etc..) mais os cultivos irrigados do Centro-Oeste e Nordeste, havendo locais no RS com até 4 cultivos sequentes anuais. Tudo isto comprova a ocorrência de muitas nuvens, possíveis chuvas e intensas evapotranspirações, mesmo que localizadas, o que reduz muito nosso potencial solar fotovoltaico REAL (não mentiroso, nem sonhador/vendedor), sendo realmente quase que somente possível bem captar a  energia solar FV numa faixa estreita e ascendente de apenas cerca de 1.000 km no chamado semiárido, indo desde o norte de MG até o sul do CE e RN e oeste do PE e PB (vides e consultem acerca o Atlas solarimético Mundial e do Brasil). 

No caso, os técnicos da Prumo também sugerem que, para muito reduzir os custos elétricos necessários e assim  produzir muito o H2V intensivamente, somar-se a Solar PV de manhã MAIS a eólica à noite MAIS pequenas e médias hidrelétricas por 24 horas dia (ou estocando água durante o dia para gerar a noite) ou MAIS singás de matérias-primas sujas ou cultivadas para tanto mais plásticos, pneus velhos, fezes animais e humanas, sobras de processamentos, lixos etc... tudo gerando por 15 horas/dia em moto-geradores ciclo diesel/bosch queimando singás já bem purificado ou gerando por até 24 horas/dia, via fluidos térmicos circulantes e reaqueciveis em até 850º C - para produzir muito vapor rankine elétrico - no topo de meu singaseificador diferenciado – Volcano II – vide a seguir, muito elogiado até externamente e já com pedido de patente em andamento no INPI Brasil. Estas são as estratégias que todos os que estão olhando, seriamente, para o pleno sucesso socioeconômico-ambiental do Hidrogênio Verde estão perseguindo”.

Vide excelente diagnostico em https://epbr.com.br/custo-do-hidrogenio-verde-precisa-cair-a-us-3-kg-para-ser-competitivo-diz-diretor-da-prumo/ .

Adicionalmente, alguns “consideram a geração de eletricidade de fontes como eólicas, solares, biomassas/biogás, mini hidros e até nuclear como essenciais para se descarbonizar todo o nosso sistema de energia (inclusive e começando pelo H2 veicular), mas elas não podem fazer isso sozinhas, pois há outros setores não-veiculares com problemas e emissões bem piores e bem mais volumétricas, nas somas”.

Segundo “analistas da Agência Internacional de Energia sabe-se que os setores de transportes em longa distância mais as indústrias pesadas são os locais e formas das emissões de CO2 mais metano e outros gases, todos maléficos, mais difíceis de se reduzir”.

B.1.a) Solar Fotovoltaica -

Obviamente, também a fonte solar fotovoltaica FV pode ser bem utilizada para produzir Hidrogênio Verde e com baixíssimo custo operacional captador ou gerador (LCOE  ou LCOH, ambas conforme a nomenclatura internacional de custos).

“Uma análise recente foi conduzida com um conjunto de dados históricos de 07 meses em uma usina fotovoltaica de 36 MW localizada no Estado do Rio Grande do Norte - Brasil. O LCOE foi calculado usando a produção de energia simulada por 02 métodos diferentes, ambos baseados nas medições das irradiâncias solares fotovoltaicas locais. No modelo concebido por pesquisadores da Universidade Pública de Navarra, na Espanha, para avaliar a variabilidade de plantas fotovoltaicas. Supostamente, ele pode simular com precisão a potência de saída de uma instalação captadora fotovoltaica a partir da medição de irradiância incidente, considerando a própria instalação como um filtro passa-baixo no domínio da frequência. Na verdade, as flutuações de curto prazo da produção de energia são causadas pela passagem das nuvens”.

“Os pesquisadores calcularam o custo operacional gerador (LCOE) para capacidades do eletrolisador alcalino de 0,1 a 1,0 vezes a capacidade de geração em DC (corrente continua) de um parque solar FV. Eles presumiram que os inversores da instalação fotovoltaica estariam ligados à rede e que a conexão à rede não seria suficiente para alimentar o eletrolisador sem geração de energia adicional no local. Já o valor do investimento total necessário (investments costs ou NPC) na planta fotovoltaica, ao final, foi estimado em 600 €uros por 1,0 KWh instalado (= 600,0 mil euros/MWh), ou seja, já bem barato, ante outras fontes”. Na Espanha, o investimento total na implantação de uma planta de energia fotovoltaica reduziu de US$ 1.030,0 mil/MWh na média de 2017 para apenas Us$ 820,0 mil/ MWh no segundo semestre de 2018, segundo a Iberdrola, uma das maiores produtoras e operadoras mundiais de Solar PV”.

“Acerca, complementarmente, já está em estágio mais avançado há um projeto piloto anunciado pela portuguesa EDP no porto cearense, unindo uma usina de energia solar e um eletrolisador, sendo que este equipamento é que separa as moléculas de hidrogênio e de oxigênio da água. O investimento é de R$ 42 milhões, e a operação deve ter começado no final de 2020”.

Também, teremos a produção de hidrogênio combustível direto (não em células) pela fonte fotovoltaica e para uso marítimo em barcaças. Outro estudo atual avalia o desenvolvimento da produção, armazenamento e abastecimento de combustível naval com zero de carbono para balsas de curta distância, tanto do ponto de vista técnico quanto econômico.

“O sistema integrado acionado por energia solar é, portanto, projetado de maneira independente e livre de carbono. O sistema integrado consiste principalmente em três partes: produção de eletricidade, produção e abastecimento de hidrogênio e sistemas de propulsão movidos a hidrogênio. A escassez e o alto custo de terrenos beira mar no meio urbano pode ser contornada e com geração conseguida por meio de um sistema fotovoltaico flutuante para produção de H2 e instalados em barcaças, que é integrado a um eletrolisador de membrana de troca de prótons e a um tanque para produzir-se e armazenar-se o Hidrogênio. Uma célula a combustível de membrana de troca de prótons é, então, usada com baterias auxiliares para alimentar o sistema de propulsão das balsas. Um estudo de caso já está sendo realizado para o sistema de transporte urbano de balsas da Ilha de Toronto em Ontário no Canadá.”

“O atual sistema de propulsão de balsa, movida a combustível fóssil, é substituído pelo sistema de propulsão proposto com abastecimento de Hidrogênio em estação de produção. O sistema desenvolvido é termodinamicamente e economicamente investigado, onde as abordagens de energia e de exergia são usadas para realizar a análise termodinâmica. Já os métodos de comparação de custos são implantados com vários critérios, incluindo taxa interna de retorno, período de retorno e valor presente líquido. Além disso, uma análise adicional de comparação de combustível marítimo é realizada para casos de 2021 e 2030 em várias capacidades de produção de Hidrogênio.”

“Uma análise transitória é realizada para investigar o sistema integrado mais profundamente a cada hora de um ano para observar as vulnerabilidades, fornecer detalhes mais perspicazes e manter o processo de tomada de decisão para as capacidades dos componentes. De acordo com o estudo de caso, as eficiências gerais de energia e exergia do sistema proposto no modo conectado à rede são calculadas como 15,35% e 16,19%, respectivamente. O valor presente líquido do sistema proposto é de 5,06 milhões de dólares canadenses. O investimento é amortizado em 7,25 anos com uma taxa interna de retorno de 11,75%”.

“O custo de produção, armazenamento e abastecimento de hidrogênio para o sistema proposto é estimado em 6,47 dólares canadenses por quilograma (ainda muito caro) e com uma taxa de produção de 26,7 toneladas/ano”.

Recente, nos EUA, também “a All American Marine anunciou que a Sea Change, uma balsa de 70 pés e 75 passageiros movida a célula de combustível de Hidrogênio, irá operar na área da baía da Califórnia. “Esta será a primeira balsa comercial de passageiros com célula de combustível de Hidrogênio do Mundo, representando um passo monumental na transição da indústria marítima dos Estados Unidos para um futuro sustentável”. O navio está equipado com um pacote de energia de célula de combustível de hidrogênio fornecido pela “Zero Emissions Industries”, composto de 360 KW de células de combustível Cummins mais tanques de armazenamento de Hidrogênio “Hexagon” e com capacidade de 246 kg/cada. O sistema é integrado com 100 kWh de capacidade de estocagem em uma bateria de íon-lítio fornecida pela XALT e por um sistema de propulsão elétrica de 2 x 300 KW fornecido pela BAE Systems”.

Por outro lado, recente, a chinesa Jinko Solar, a maior fabricante mundiais de painéis captadores de energia fotovoltaica solar assinou acordo de cooperação estratégica com a gigante do petróleo da China Sinopec Star para desenvolver em conjunto usinas de energia solar para Hidrogênio. “A Sinopec Star planeja estabelecer várias instalações de produção de hidrogênio livre de emissões movidas a energia solar em escala industrial em todo o país, que servirão como prova de conceito de que o hidrogênio solar fornecido a partir de tecnologia solar avançada terá custo competitivo”

Ainda sobre a produção de H2 pela fonte solar PV, de todos os resultados de pesquisas sobre produções de H2 que acompanho, o que mais me surpreendeu e encantou foi o Sistema abaixo desenvolvido por professores da universidade da Belgica após 10 anos de pesquisas (Faculdade de Química e Bioengenharia de KUL e ligados a poderosa Toyota do Japão) e que produz elevados volumes diários de H2 apenas com o uso de um novo painel captador solar fotovoltaico e que capta tal H2 a partir apenas de serenos e de neblinas, ou seja, quase como o vapor de água presente no ar. Se forem verdades, os números publicados será uma inovação muito barata, e quase sem concorrentes, na oferta mundial de H2 para recarregar, externamente, os tanques dos veículos elétricos mais para outros usos. Invariavelmente, a produção de H2 sobre diversas formas atuais requer muita energia elétrica ou térmica.

Em outros projetos, sabe-se que “um painel solar fotovoltaico tradicional converte entre 18 a 20% da energia solar captada por cada segundo, ou irradiância solar, em eletricidade (captações normais) mais que se essa energia elétrica for usada para dividir a água em gás hidrogênio e oxigênio, você perde muita energia. Contudo neste projeto belga, os engenheiros de biociências da KU Leuven resolveram esse problema projetando um novo tipo de painel solar com apenas 1,6 m² /cada e que converte ainda apenas 15% da luz solar, mas já diretamente na forma do gás Hidrogênio (será?)”.

Assim, nesta descoberta maravilhosa pelo seu possível alcance e gigante futuro ambiental e energético mundial, tal novo painel solar – não fotovoltaico nem para reaquecer fluido térmico circulante -, “já produz Hidrogênio veicular em células e de uso residencial simples e diretamente e tudo para usar ou estocar, facilmente, por 24 horas/dia, o que também resolveria o grande problema atual e futuro da solar fotovoltaica e, praticamente, pode dispensar suas muitas baterias solares medias, grandes a gigantes necessárias”.

Melhor ainda é que “o tal novo painel pode produzir em média 250 litros de hidrogênio por dia (será?), mas também será necessário armazenar esse hidrogênio ainda gasoso em um recipiente altamente pressurizado em 700 bar e em temperatura de até -36 C negativos, assim como se faria com o gás natural”. “É como o gás natural, exceto que você não produz gases de efeito estufa quando usa tal novo H2 solar. Quando o Hidrogênio é usado, ele recria a água. Outra particularidade desta invenção é que o Hidrogênio é produzido no ritmo do sol e com correntes elétricas muito mais fracas. Portanto, otimizamos cada etapa e minimizamos as perdas. O tal novo painel ainda será muito testado nos próximos dois a três anos e o professor Martens – chefe da equipe - conta com a comercialização plena ao final desse período experimental”. “O custo real dos tais novos painéis de para produção direta de Hidrogênio ainda é desconhecido, pois a produção em massa ainda não começou. Os pesquisadores, porém, dizem que deve ser de valor bem acessível. A ênfase não será tanto em grandes unidades de produção, mas sim na combinação de sistemas locais menores. Também, prevê-se que exigirá bem menos transportes de energias, pois consome menos energia, seja de gás, de petróleo ou de eletricidade”.

Na pratica, segundo eles, “com apenas 40 destes painéis FV solares com 1,5 m2 cada (60 m2 totais/planta) seria possível captar e fabricar 500 litros de H2 inteiramente Verde por ano, um recorde mundial e suficiente para eletrificar uma casa grande mais um automóvel 100% elétrico por 01 ano. Vide em inglês em: https://ciclovivo.com.br/inovacao/tecnologia/cientistas-belgas-painel-solar-produz-hidrogenio/ “

“Se tudo correr bem, mais painéis serão instalados em um terreno de rua próximo e isto permitirá que as outras 39 famílias da rua também sejam beneficiadas pelo projeto. O gás Hidrogênio produzido no verão será armazenado e convertido em eletricidade e calor no inverno”. O gás Hidrogênio produzido no verão pode ser armazenado em um vaso de pressão subterrâneo até o inverno. Uma família precisaria de cerca de apenas 4,0 metros cúbicos de armazenamento, o tamanho de um tanque de óleo normal” “O ar entra em nosso painel e, ao mesmo tempo, a energia solar chega ao nosso painel solar e transforma a água do ar em hidrogênio que sai aqui na lateral”, disse o pesquisador”.” A vantagem do processo é que pode ser usado até mesmo em partes do Mundo, mesmo onde há falta de água.

Em meados de 2019, a Toyota anunciou que quer produzir o mesmo Hidrogênio Verde com um protótipo projetado pela equipe de Johan Martens em 2014. Este dispositivo é uma pequena tela (10 cm2) que os engenheiros irão dimensionar até um grande painel.

Vide mais dados em inglês em: https://hydrogen-central.com/belgian-researchers-solar-panel-produces-hydrogen/ - vide também em francês em: https://www.rtbf.be/info/societe/detail_des-chercheurs-belges-developpent-un-panneau-solaire-qui-produit-de-l-hydrogene?id=10156960 .

B.1.b) Solar Heliotérmica –

A fonte solar heliotérmica reaquecendo fluidos térmicos circulantes e operando por até 24 horas/dia pode ser uma das melhores e mais sustentáveis fontes para a produção dos elevadíssimos volumes de eletricidades necessárias nas produções de H2V.

Tal tecnologia já é bastante dominada e usada há uns 20 anos nas grandes gerações continuadas de muita eletricidade em grandes plantas (geração de 50 MW até 1.500 MW, como uma planta recente em construção próxima a Dubai). Há umas 3 formas principais de captura e concentração das termias solares (chamadas de plantas CSP), mas destacam-se as com Espelhos Fresnel com suas torres concentradores mais as com calhas solares concentradoras heliotérmica PTC. Em geral, elas capturam e concentram, diurnamente, as termias solares para reaquecerem fluidos térmicos circulantes, espécies de produtos químicos derivados ou parentes dos fertilizantes, havendo uma dezena de tipos nos mercados (vide abaixo). Já estes fluidos, estocáveis em grandes e caríssimos tanques em aço ou concreto, são utilizados para trocas térmicas constantes com muita água recuperável, também chamada de “condensado” (em equipamentos chamados de “heat tranfers” ou “heat exchangers”), tudo para produzir muito vapor para a famosa e antiga geração elétrica Rankine (vapor-eletricidade-água circulante/condensado recuperado-vapor). 

Assim a eletricidade para produzir o H2 Verde será a obtida pela fonte termo solar geradora elétrica (calhas parabólicas concentradoras heliotermicas PTC e/ou espelhos concentradores Fresnel, muito reaquecendo e estocando fluido térmico circulante e gerando por até 24 horas/dia), tudo para eletrolisar diretamente a água ou mesmo apenas serenos/orvalhos/neves (vide ao final deste item).

Abaixo seguem links com boas notícias para o H2 Verde: Produção de hidrogênio veicular elétrico (EV) por calha parabólica concentradora solar heliotérmica diurna (PTC) e captando de diversas formas térmicas (5 tipos de raios diretos ou indiretos incidentes mais refletida pelo albedos estocadores vizinhos, inclusive por pedras, asfaltos, paredes, areias etc..(possível até as 20:00 h da noite, como já se comprovou na ESALQ-USP e provinda do asfalto local), sendo que tal calha concentradora/refletora abaixo consegue ampliar a termia em até 70 vezes ante a da sua base (em geral de 35º a 38º C). Com isto, a temperatura possível de alcançar pode chegar a 2.500º C fácil nos bons projetos, captando termias/reaquecendo na caixa/calha captadora térmica adiante, acima é próxima (de 1,0 m até 5,0 m, conforme o tamanho da calha PTC), como num tubo térmico evacuado (“hot pipe”). Tudo é usado para reaquecer os moderníssimos fluidos térmicos circulantes e estocáveis (HTC – “heat transfer fluid”) por até 15 horas/dia. Vide mais detalhes em https://www.youtube.com/watch?v=lrRTCbXE0Jc . 

Tal Calha Concentradora Térmica PTC (“Parabolic Through Collector”) – inexistente no Brasil e na América do Sul, embora até comum nos EUA, Europa e países árabes  - também consegue captar a termia solar direta por até 10 horas/dia (indireta chega a 15 horas/dia, quando refletida por bons albedos vizinhos – vide acima como no asfalto da ESALQ-USP) e não por apenas 5 a 7 horas reais/dia de captura pela Solar Fotovoltaica FV, sendo esta somente possivel ocorrer em dias não-nublados ou não-chuvosos, o que no Brasil é raro. Tal calha alta concentradora térmica solar também permite reaquecer fluido térmico circulante em até 430º C e gerando muita eletricidade local para iguais hidrogêneses continuadas e por até 24 horas/dia, tudo como previsto/melhorado no meu pedido simples de patente acerca. Vide mais dados em: https://www.agrolink.com.br/colunistas/maquina-produz-concent-hidrogenio-de-singas-de-biomassa-lixo_450470.html e também em https://www.agrolink.com.br/colunistas/assustam-as-energias-das-ondas-mares--do-hidrogenio-de-etanol-agua-e-eolicas-offshore_439882.html.

Recente, novembro/2021, “02 grandes empresas Mundiais se uniram e disseram que produziram Hidrogênio Verde com sucesso na Califórnia (EUA) pela via termosolar concentrada. A Heliogen forneceu energia solar concentrada (CSP – “Concentrated Solar Power”) para alimentar a operação com muita eletricidade, e a Bloom Energy usou tal eletricidade em seu eletrolisador para produzir combustível de hidrogênio. A Heliogen disse que sua tecnologia CSP alimentada por insolação IV e UV (solar) é capaz de gerar eletricidade por períodos bem mais longos do que pela simples captação da energia solar fotovoltaica. Com isto ela (Heliogen) estaria operando quase 24 horas por dia e em 7 dias por semana e, melhor, armazenando a tal energia solar. Segundo a Heliogen isso resulta em um projeto bem mais compacto e com menores custos de produção. A empresa disse que a demonstração é um grande passo para substituir, até rapidamente, os combustíveis fósseis por Hidrogênio Verde em aplicações comerciais e industriais”.

“Na pratica, o sistema CSP da Heliogen cria calor, vapor e eletricidade a partir da luz solar concentrada. Foi aparelhado com um eletrolisador de Hidrogênio Verde para a produção de combustível de Hidrogênio Verde, usando recursos de energia renovável”.” O sistema alimentou um eletrolisador Bloom com óxido sólido e com a alta temperatura necessária. A empresa disse que o hidrogênio pode ser produzido com 45% mais eficiência do que PEM (“Proton Exchange Membrane”) de baixa temperatura mais eletrolisadores alcalinos. Contudo, a eletricidade final ainda teve custo igual a 80% do custo do Hidrogênio da eletrólise comum (ou seja, já com redução de 20%). O método CSP reduz a necessidade de eletricidade, usando o calor para auxiliar em suas operações”.

“As empresas disseram que esta demonstração é um passo importante no sentido de tornar a produção de hidrogênio apoiada por CSP competitiva em relação a energia solar fotovoltaica”.

Vide mais dados em inglês em: https://pv-magazine-usa.com/2021/11/16/watch-concentrated-solar-power-supports-hydrogen-fuel-production/ .

B.1.c) Eólicas Diversos Portes -

Em nível mundial (iniciando pela Alemanha), acerca do Hidrogênio a ser obtido pela fonte térmica geradora eólica, “no início de 2021, a gigante alemã Equinor se juntou a WindMW mais outras 8 grandes empresas do setor de energias limpas e sustentáveis para montarem o “Consorcio AquaVentus”. Tudo começará com uma grande planta inicial para produzirem Hidrogênio Verde (comprovadamente sustentável) a partir da eletricidade própria gerada (elevadíssimos 10 Gw) por sistemas eólicos “off-shore” (em alto mar). Hoje o Consorcio já conta com um total de 50 empresas participantes”.

“Os projetos incluem o desenvolvimento de parques eólicos “offshore” com geração integrada de Hidrogênio (AquaPrimus) mais um parque “offshore” de Hidrogênio em grande escala (AquaSector) mais um gasoduto central de abastecimento (AquaDuctus), idem com infraestruturas portuárias (AquaPortus), idem com uma plataforma de pesquisa (AquaCampus) e idem com as aplicações marítimas à base de Hidrogênio (AquaNavis). No primeiro subprojeto, AquaPrimus, o Consórcio de desenvolvimento planeja instalar 02 turbinas eólicas de 14 MW cada com uma planta de eletrolisador em sua plataforma de fundação”.

“Os parques eólicos “offshore” do Projeto, com capacidade total de 10 GW, serão construídos entre a ilha Heligoland e o banco de areia Dogger Bank até 2035, e a eletricidade que eles gerarão será usada para produzir Hidrogênio Verde em usinas de eletrólise “offshore”. De lá, o Hidrogênio será transportado para Heligoland e, posteriormente, para o Continente alemão por meio do sistema de oleodutos AquaDuctus. Parte do Hidrogênio armazenado no AquaPortus no porto externo de Heligoland será usada para abastecer navios”.

“O Consórcio AquaVentus estima que o projeto poderá produzir até 1,0 milhão de toneladas de Hidrogênio 100% Verde anualmente. Vide mais em: https://www.offshorewind.biz/2021/05/04/equinor-orsted-boskalis-join-aquaventus-offshore-wind-to-hydrogen-project/ .”

No Brasil, também, as diversas fontes eólicas (em terra ou no mar) e com seus distintos portes podem serem utilizadas para gerarem energias limpas para tais eletrolises da água para a produção de H2, sendo neste caso por até 15 horas/dia em muitos locais, pois há muitos ventos vespertinos e até noturnos em alguns locais mais do litoral do Nordeste e parte do Leste (não por apenas 5 a 7 horas/dias não-nublados nem chuvosos da solar fotovoltaica). Segundo a EPE/MME, o potencial de geração eólica do País é de mais de 1050 GW (em terra e no mar), dos quais somente 16 GW (1,5%) já estão instalados hoje (ou seja, potencial 65 vezes maior), mas, em nossa Energia Solar, diversos tipos como já descrito, o potencial bem maior é de quase 100 vezes superior a atual capacidade solar instalada.

Recente, “um investimento de 34 milhões de Euros na produção de Hidrogênio Verde no Brasil foi anunciado pela agência alemã de cooperação internacional para ajudar a promover o mercado do Hidrogênio Verde no Brasil a partir da nossa energia eólica. A iniciativa foi chamada de H2 Brasil e iniciará com a construção de uma planta piloto de eletrólise que terá a capacidade total de 5 MW (parece muito, mas se trata apenas de 1/3 da geração possível por 01 aerogerador moderno). Um dos objetivos do Governo Alemão será ajudar a criar um marco do Hidrogênio Verde no Brasil, ajudando outras empresas a se inserirem nesse mercado. Um dos aspectos mais interessantes a respeito desta parceria é que a Alemanha está auxiliando o Brasil no desenvolvimento desta tecnologia e ainda se tornará um de seus maiores compradores de Hidrogênio Verde”.  “Outra questão importante a ser lembrada é que o Brasil é o País que mais possui indústrias alemãs fora da Alemanha, sendo que as empresas dessa parceria já têm participação de cerca de 12% do PIB brasileiro, segundo consultores”.

B.1.d) Singás Super Purificado (99% de H2) após concentrar o H2 Natural contido em Matérias-Primas Sujas como Lixos ou Biomassas ou Fezes etc. -

Como já descrevemos e analisamos aqui por diversas vezes o Hidrogênio Verde super concentrado e purificado (até 99% do conteúdo) pode ser obtido mediante a concentração do H2, já naturalmente contido e com até 42% de participação no volume final do singás ultra filtrado e obtido com os processamentos rápidos (3 -7 minutos) de grandes volumes das chamadas matérias-primas sujas ou cultivadas para tanto (ou suas sobras).

Todas as tecnologias, a seguir bem apresentadas, para a singaseificação rápida e moderníssima de matérias-primas sujas e outros resíduos - embora ainda inexistentes no Brasil e países da América do Sul -, além de poderem reduzir entre 75% e 95% os elevados custos geradores elétricos ou com aquecimentos, têm o elevadíssimo poder adicional de promoverem uma grande limpeza ambiental benéfica e sustentável para todos. Embora ainda totalmente ignoradas pelas nossas Agroindústrias, Governos, CEASAS, Produtores rurais, Universidades, Pesquisadores Públicos e Privados, Fabricantes/fornecedores, Municípios produtores de lixos e de esgotos etc. (que preferem gastar seus preciosos recursos – boa parte do povo ou dos clientes – e tempos ainda com os ultrapassando e caríssimos Aterros Sanitários e biodigestores ineficientes/pouco eficientes e somente para metano etc..), na verdade, são um grande e precioso Modelo dos EUA, parte da Europa e quase toda a Asia – inclusive com suas dezenas de mega indústrias fabricantes/instaladoras/processadoras/gestoras) para nossas futuras produções altamente concentradas e lucrativas para as agroindústrias processadoras/exportadoras de suínos, aves de corte e de postura, vacas leiteira e bois confinados (ditas como moderníssimas, embora algumas altamente poluidoras e frequentemente recebendo multas ambientais por tais inobservâncias e até crimes).

A tecnologia já é bastante dominada, em especial nos EUA, Alemanha e na Asia, e permite obter grandes volumes de singás ultra concentrado (99%) a partir dos 35%-45% de participação inicial do H2 e apenas mais 8% do metano CH4) no mesmo singás. Tudo ocorre com os bons processamento, prévios e suficientes, de RDF pequenos e muito secos (“refuse derivative fuel”), sendo este um combustível natural parecendo com pellets de madeiras e tudo mediante o processamento, sustentável, de matérias-primas somente brutas e sujas, como os lixos, fezes animais e humanas, biomassas diversas inclusive florestas cultivadas e certificadas para tanto, sobras e cascas agrícolas e de extrativismos, restos de pneus, plásticos, podas gramados/arvores etc.., ou seja, a maioria de itens que causam enormes e serias poluições/contaminações ambientais, sobretudo se forem enterradas ou queimadas/incineradas, o que hoje é proibido no Brasil (ainda somente na área urbana e periurbana)

Na Australia já há maquinas concentradoras de tal H2 com 99,9% de pureza necessária e a partir de H2 natural e com baixa concentração de quaisquer gases, inclusive do Singás acima. A taxa de fluxo de Hidrogênio concentrado começa de 0,5 m3/h até 2,0 m3/h, sendo também possível conectar-se vários sistemas em paralelo. A pressão máxima gerada chega a 15 bar nos modelos padrão e pode ser personalizada até 30 bar.

Tais eletrolisadores de Hidrogênio alcalino de mercúrio – embora ainda muito caros - representam uma solução perfeita para qualquer necessidade industrial. Graças à tecnologia eletrolítica da “H2gen”, os geradores de Hidrogênio Mercury produzem Hidrogênio puro e oxigênio em duas correntes separadas e diretamente na pressão desejada (5, 12 ou 30 bar). Os geradores de Hidrogênio também podem ser alimentados por fontes de energia renováveis ?e também podem ser usados ??como sistemas de armazenamento de energia limpa juntamente com células de combustível. Projetados para garantir a máxima confiabilidade, requerem manutenção muito simples, o que minimiza os riscos de maus funcionamentos.

O Hidrogênio e o oxigênio são produzidos dentro da célula eletrolítica diretamente na pressão necessária (até 30 bar) e são mantidos separados com segurança por membranas impermeáveis ??a gases especiais. Os dois gases fluem por dois canais separados para os separadores de água condensada onde são resfriados e desumidificados, ficando prontos para uso. Vide mais dados em https://h2gen.com.au/hydrogen-and-oxygen-generators/ .

Outra grande novidade mundial recente da empresa nipo-americana W2H converte biomassa residual em Hidrogênio renovável usando um processo termoquímico patenteado e com uma pegada de carbono “zero”. A empresa é uma joint venture entre a Clean Energy Enterprises e a Japan Blue Energy Corporation, com sede nos Estados Unidos, que iniciou suas operações em 2019. Ela esperava começar a fornecer Hidrogênio deste tipo aos seus clientes no início de 2021.

Este processo Ways2H gera Hidrogênio a partir de praticamente qualquer matéria-prima orgânica e até inorgânica, incluindo plásticos. O sistema Ways2H é semelhante aos tipos de usinas de singaseificação que já são usadas ??para converter lixo em energia nos Estados Unidos, mas com algumas diferenças importantes. Primeiro, o lixo é separado para remover materiais sem carbono ou hidrogênio (pense em vidro e metal) - e como nos meus pedidos de patentes de singaseificadores no Brasil; então são secos e triturados em pedaços de uma polegada (tudo conforme nossa tecnologia para a produção previa de “rdf” como já descrito).  Em seguida, ele alimenta uma câmara de vaporização (na verdade, apenas um pirolisador em baixas temperaturas e não um singaseificador real, cuja temperatura precisa ser acima de 550º C - senão não é singás, apenas carvão pirolitico solido concentrado – e atinge no topo  2.300º C nos melhores). Neste caso, ele somente o aquece a 370º C, teoricamente, mas para produzir apenas um pouco gás de síntese - uma mistura de hidrogênio, metano e dióxido de carbono – e que pode ser usado como combustível ou posteriormente refinado.

Melhoradamente, e como avanço ao singás com até 42% de H2 natural, o Sistema Ways2H aumenta a concentração de Hidrogênio no gás de síntese ao misturá-lo com o vapor, o que cria uma mistura que é cerca de metade de Hidrogênio e metade de dióxido de carbono. O Hidrogênio é então filtrado usando um sistema comercial de absorção com oscilação de pressão mais um tanque cheio de materiais absorventes que absorvem o dióxido de carbono, como numa esponja.

Vide mais detalhes em https://electrek.co/2020/10/20/egeb-waste-green-hydrogen-wind-shipbuilder/

B.1.e) Singás Purificado para Geração Elétrica e Obtido pelo Processamento Rápido de Lixos, Biomassas, Fezes Animais/humanas, Sobras Alimentos/CEASAS e de Cultivos/Processamentos, Plásticos, Pneus velhos, Gramados, Podas etc.. (também chamado de processo para produção de Hidrogênio Turquesa – vide início)

A “singaseificação é uma tecnologia até antiga, já bastante comprovada e ambientalmente amigável e segura para todos os produtos que usamos diariamente”. Os antigos veículos e caminhões desde a 1ª guerra mundial – pela escassez de combustíveis fosseis à época - funcionavam com “gasogênio”, na verdade, um singás especifico e produzido apenas a partir de carvão mineral ou vegetal. Alguns funcionam até hoje nos EUA.

Todas as tecnologias, a seguir bem apresentadas, para a singaseificação rápida e moderníssima de matérias-primas sujas e outros resíduos - embora ainda inexistentes no Brasil e países da América do Sul -, além de poderem reduzir entre 75% e 95% os elevados custos geradores elétricos ou com aquecimentos, têm o elevadíssimo poder adicional de promoverem uma grande limpeza ambiental benéfica e sustentável para todos. Embora ainda totalmente ignoradas pelas nossas Agroindústrias, Governos, CEASAS, Produtores rurais, Universidades, Pesquisadores Públicos e Privados, Fabricantes/fornecedores, Municípios produtores de lixos e de esgotos etc. (que preferem gastar seus preciosos recursos – boa parte do povo ou dos clientes – e tempos ainda com os ultrapassando e caríssimos Aterros Sanitários e biodigestores ineficientes/pouco eficientes e somente para metano etc..), na verdade, são um grande e precioso Modelo dos EUA, parte da Europa e quase toda a Asia – inclusive com suas dezenas de mega indústrias fabricantes/instaladoras/processadoras/gestoras) para nossas futuras produções altamente concentradas e lucrativas para as agroindústrias processadoras/exportadoras de suínos, aves de corte e de postura, vacas leiteira e bois confinados (ditas como moderníssimas, embora algumas altamente poluidoras e frequentemente recebendo multas ambientais por tais inobservâncias e até crimes).

Os principais objetivos do bom, barato e limpo singás são produzir – local, microrregional e até com lixos de pequenas, medias e grandes cidades - bons níveis de aquecimentos ou de geração de energia elétrica, própria ou a vender, e ainda promover uma grande e continuada limpeza ambiental de diversas matérias-primas/resíduos/sobras acima e ainda consideradas como sujas e de dificílimo direcionamento final correto.

Seria muito elogiável, externa e internamente, tais grandes empresas planejarem, criarem e implantarem, rápido, um novo modelo com Singaseificador UD-CFB+Concentrador Térmico Solar CSP-HTF, desde que socioeconômico/ambiental, corretos e duradouros, nas nossas produções altamente concentradas de suínos, aves de corte e de postura, vacas leiteiras e bois confinados etc.., mas nunca mais voltadas para biodigestores, biogás e aterros sanitários.

Em geral, a tecnologia exige 3 fontes básicas e previas - bem levantadas, bem medidas, bem combinadas/misturadas/enriquecidas – todas também de forma previa, a saber:

1. Combustíveis - mesmo que considerados como sujos, mas de boa qualidade – precisam ter PCI Poder Calorifico Inferior acima de de 450 Kcal/kg - e com teor máximo de 60% de umidade, sendo a maioria injetados por cima da máquina ou por baixo externamente, ao lado, via rosca parafuso ascendente ou elevador de canecas verticais ascendentes, mas que gastam mais eletricidade, embora própria (em geral, as maquinas e equipamentos utilizados só consomem 5% do total gerado). Aqui vão todos os tipos de lixos urbanos e rurais, todos os tipos de biomassas cultivadas, ou não, para tanto (papeis, papelões, pós-de-serra, maravalhas, raízes, folhas, gramados, podas, cascas, palhas, sobras de alimentos etc..) mais fezes animais e humanas, sobras de alimentos, resíduos de chão de fábrica etc. Em geral, lixos urbanos de comunidades mais pobres contem muito mais orgânicos do que da classe média e/ou ricos, com bem mais papeis, papelões etc. (estes dos lixos de comunidades com renda maior e/ou dos centros comerciais, shopping, edifícios, condomínios, hospitais, agroindústrias etc.). Os lixos/resíduos das vilas e cidades mais pobres têm baixos níveis de PCI (cerca de 450 Kcal/kg, sendo necessário ter o mínimo de 2.850 Kcal/kg para produzir muitos volumes de bom singás – já processado e concentrado internamente –, este produto final e com 3.200 Kcal/kg até 6.000 Kcal/kg, um pouco menos do que a riqueza do Gás Natural e metade da do GLP com 11.500 Kcal/kg). Contudo, tais lixos pobres, podem, perfeitamente, serem enriquecidos, previamente nos bons projetos, com a adição de até 15% de plásticos mais de até 12% de tiras de pneus velhos ou borrachas ou idem de gramados ou de podas etc.., todos muito bem secos (máximo de 14% de umidade, o que se obtém via maquinas prensadoras especiais CDDM – indianas ou chinesas - e com muita liberação/recuperação de boa água, que se torna, então, reciclável) e bem cortados (máximo de 3 cm). Em geral, com 06 kg/hora de lixo bruto ou quaisquer outras das múltiplas fontes acima (não pode ter pre-catagem senão empobrece muito e inviabiliza)  - e ainda úmido, bem misturado, enriquecido e muito bem prensado (muito beneficamente, devolve até 90% de agua reciclável/reaproveitável) – produzir-se cerca de 3 kg/hora de bom rdf e com a singaseificação apenas deste rdf (não há como singaseificar lixo diretamente pela alta umidade e baixo poder calorifico médio) consegue-se gerar até 1,0/kWh suficiente para bem eletrificar 2 residências classe média e vizinhas por até 15 horas/dia (tempo máximo de uso do moto-gerador queimando singás purificado e somente expelindo um pouco de gás carbônico). Assim, por exemplo, considerando-se um singaseificador padrão para gerar 1,0 MWh (1.000 KWh) somente a partir de  lixo bruto e por 15 horas/dia (com 2 moto-geradores pode-se passar de 24 horas/dia) haveria a necessidade de entregar na porta da planta cerca de 140 toneladas/dia de lixo bruto (6 t. x 24 horas) e procedente  de um município, ou grupo de municípios vizinhos, com mínimo de 140 mil habitante (conforme a renda e o local, 01 pessoa produz entre 800 gr e 1.300 gr lixo bruto/dia sem contar fezes etc..);   

2) Comburentes – representados pela injeção fundamental e controlada, por baixo ou no centro, de baixos volumes de oxigênio ou de vapor ou de ar natural - nesta ordem para melhores resultados - conforme suas disponibilidades e seus custos;

3) Agentes flamantes/catalisadores – Os melhores tipos considerados de singaseificadores rápidos de alta produção e qualidade são os com ciclo ascendente do singás (tipo UD ou UFBG “up-drafts”) – também descendentes das matérias-primas -, e os contendo uma espécie de pequena piscina com bordas na sua base interna ou na ponta final e interna do tubo injetor central de matérias-primas (tipo CFBG com leito fluidizado circulante ou tipo CBBG com leito fluidizado borbulhante). Nesta pequena piscininha circular e com furo central não comunicante – parecendo uma rosquinha alimentícia - são depositados, previamente, os tais agentes flamantes ou catalisadores rápidos como a olivina ou sílica ou calcáreo dolomítico ou cal, nesta ordem de preferência. Assim, pelas suas características físico-químicas, eles são mantidos em altas temperaturas, como se fossem lavas de vulcão para promoverem a chamada elevada e “pirolise flamejante” fundamental e antes da singaseificação em “si”, mas eles não são processados nem desgastados e pouco se perdem. O objetivo secundário é propiciar e manter altíssimas temperaturas já na entrada da matéria-prima a singaseificar, tudo para promover a imediata “pirolise flamejante” (uma etapa inicial e fundamental da singaseificação ou craqueamento térmico e que ocorre em até 450º C). O objetivo primário é explodir muito elevar a temperatura local para, então, explodir os grandes volumes de alcatrão e demais itens ricos, energeticamente, liberados no início e meio do processamento de tais matérias-primas (ainda na fase de pirolise). Somente assim, os altos volumes disponíveis de alcatrão, lignina, glicerina loira etc. serão transformados quimicamente e utilizados, imediatamente, como sendo novos e potentes combustíveis, - acima do meio da máquina - para a produção de altíssimas temperaturas locais (acima de 550º C, um pouco acima do meio até 2.200º C no topo) e com isto produzir muito singás adicional e de alta qualidade, o que somente ocorre em tais tipos de singaseificadores acima, segundo diversos autores e fabricante externos especializados (já tenho um coleção em arquivo word “mata-borrão “com  850 pg com tais tecnologias singaseificadores e seus pesquisadores mais seus fabricantes e suas  técnicas e resultados no Mundo). Modernamente, alguns catalisadores como o calcáreo dolomítico – vide abaixo - também estão sendo pré-misturados externamente com as matérias-primas e não somente par usos na piscininha de pirolise flamejante acima descrita.

Por outro lado, como já bem descrito, produzir, estocar e transportar o H2 exige boas fontes e tecnologias avançadas e, de certa forma, caras (menos via singás). A substância mais comum resultante da combustão final do Hidrogênio do singás para muita geração elétrica é a água (no caso vapor de água).

Segundo estudos, o singás de lixo orgânico misto tem até 42% de hidrogênio mais 30% de C02 mais 10% de metano. Para diversos autores, o Hidrogênio é considerado um combustível ultra limpo.

Já ‘para a Intechopen (vide tabela 3 do link a seguir), o singás de lixo urbano (combustível), preparado a 900 graus em singaseificador com leito fixo e tendo como redutor/catalisador o calcáreo dolomítico, contem 36,9% de hidrogênio; 27,4% de monóxido de carbono (MO); 20,7% de dióxido de carbono (CO2) e apenas 9,9% de metano. Vide em http://www.intechopen.com/books/biofuel-s-engineering-process-technology/conversion-of-non-homogeneous-biomass-to-ultraclean-syngas-and-catalytic-conversion-to-ethanol .

Assim, a energia contida no singás beneficia dupla e imediatamente o meio-ambiente (3 -7 minutos para processar), ante de 17 até 40 dias necessários para a produção do biogás dos biodigestores e que é rico no nefasto metano, que representa até 65% do seu conteúdo, ante somente até 8% de H2. Já o lixo depositado nos nefastos aterros leva até 40 anos para virar biogás (com a mesma carga de metano acima) e até 600 anos para processar se for plásticos ou borrachas. Os chamados bio-fertilizantes oriundos dos biodigestores, aterros e chorumes dos lixos pré-catados/abandonados nas coletas seletivas – além de pouquíssimos eficazes realmente (bem mais nos discursos) - também representam um gigante e constante crime ambiental, pois vazam muito para os subsolos e liberam muito CO2 e metano para a atmosfera.

“Há uma nova e importante vertente que é a produção de Hidrogênio pela singaseificação rápida de plásticos. Sabe-se que os resíduos de plástico são uma fonte importante de Hidrogênio e que a sua gaseificação pode ser implantada com eficiência para a produção de Hidrogênio. Contudo, para avaliar o potencial das técnicas de gaseificação, aspectos energéticos, econômicos, ambientais e de sustentabilidade ainda devem ser melhor considerados. A gaseificação de plasma de plásticos parece ser uma solução mais eficiente e mais eficaz em relação a outros métodos para se obter maior quantidade de produção de hidrogênio a partir de resíduos de plástico”. 

“No entanto, em geral, um baixo rendimento e uma composição relativamente baixa de H2 são produzidos com esta tecnologia, impedindo assim sua comercialização. O catalisador – inclusive pré-misturado externamente e não somente na piscininha de pirolise flamejante acima descrita - é a chave para promover e elevar a produção de H2, como os usados nas produções de biodiesel. Na pesquisa objetivou-se explorar se o recém-desenvolvido catalisador de suporte duplo Ni-CaO-C poderia catalisar a gaseificação de voláteis da pirólise de diferentes plásticos (por exemplo, polietileno de alta densidade - HDPE, polipropileno - PP e poliestireno - PS) e biomassa (por exemplo, serragem de pinho) para maior produção de H2.” Vide mais em https://eprints.whiterose.ac.uk/154474/1/2019_09_11_Yue_Modified_Manuscript_%20V2_Clean.pdf . “

“Concluindo, o novo catalisador de suporte duplo Ni-CaO-C mostrou alta produção de H2 em testes bem mais do que usando Ni-Al2O3 ou sem catalisador. Os resultados que indicam alto teor de plástico excessivo na matéria-prima não são bons para melhorar o rendimento de H2”.

“Sugere-se que o conteúdo de plástico na matéria-prima para produção máxima de H2 seja inferior a 40% em peso (para HDPE ou PE-HD = polietileno de alta densidade, ou seja, plásticos cristalinos mais os PP = polipropileno termoplástico) e 30% em peso (para PS = o poliestireno, também um termoplástico) ao misturar com biomassa para atingir alta produção de H2. Quando a proporção da matéria-prima é constante, um alto rendimento de H2 (ou seja, 80,36 mmol/gr) é alcançado sob temperatura de reforma relativamente baixa a 700° C e a uma vazão de injeção de água de 5 ml/h para HDPE”. 

“No entanto, nas mesmas condições, o PP e o PS têm apenas rendimentos de H2 a 59,35 mmol/gr e 38,51 mmol/gr. O PS requer temperatura ainda mais alta (800° C) e um pouco mais vazão de injeção de água (10 ml / h) para garantir rendimentos aceitáveis ??de H2. As novas descobertas aqui apresentadas também bem podem ajudar na aplicação comercial em larga escala de tecnologias de singaseificação de lixos, biomassas e resíduos plásticos”. 

Vide mais na apresentação em português (“cálculo do potencial de produção de hidrogênio branco de resíduos no Brasil” em: https://pt.slideshare.net/Flavortigao/calculo-do-potencial-de-producao-de-hidrogenio-branco-de-residuos-no-brasil) .

“Comercialmente, a produção de singás de boa qualidade (chamado de singás de “chama azulada”) é muito comum nos EUA, Alemanha e Países asiáticos, mas, infelizmente, é praticamente desconhecida no Brasil e nos demais países da América do Sul. Nos EUA são comuns pequenos e médios singaseificadores caseiros e rurais (que eles chamam de "DIY" = Do it yourself" = “feitos por você mesmo”) e que produzem aquecimento para diversos usos e/ou geram eletricidade desde 3 KWh até 1.000 KWh e com custo operacional gerador próximo ao “zero”, além de promoverem uma grande limpeza ambiental benéfica, na verdade um grande e elogioso modelo nas nossas produções altamente concentrada de suínos, aves de corte e de postura, vacas leiteira e bois confinados. A maioria processa itens rurais ou periurbanos em pequenos pedaços e bem secos (no máximo com 14% de umidade), sendo mais comuns os usos de pellets de madeira, pós-de-serra, maravalhas, cascas de arroz ou de soja ou de café etc. 

Grandes empresas mundiais de renome – a maioria asiáticas, norte-americanas, alemãs e espanholas - já fabricam singaseificadores rápidos de grande porte para gerar desde 1.000 KWh (= 01 MWh) até 200.000 KWh ou bem mais, e melhor, para promover limpezas ambientais gigantes a partir dos processamentos de RDF  “refuse derivative fuel” (nenhuma processa lixos ou biomassas brutas diretamente), embora sendo muito caras e muitos pesadas, o que encarece ainda mais seus transportes (com muito uso de muito ferro fundido e pouco de aço térmico). Destacam-se as japonesas Mitsubishi e Itochu-Hitachi mais as chinesas Haiki, Fengyu, Powermax e Kexinqd mais as indianas Ankur, Chandepur e Trilhion mais as europeias ECN-Bivkin/Milena, Foster Weller, Fraunhofer; CUTEC, UHDE, Outotec, EQTEC, Lurgi mais as norte-americanas Westinghouse-Alter NRG, Siemens, Thrive systems, Allpowerlabs Berkeley. Acerca, vide meu artigo recente, também aqui, em: https://www.agrolink.com.br/colunistas/coluna/itochu-hitachi-montam-mega-planta-para-singaseificar-lixo-em-dubai--gerando-200-mwh_444040.html  = “ ITOCHU/HITACHI monta mega planta para singaseificar lixo em Dubai, gerando 200 MWh”.

Em geral, em minhas futuras maquinas melhoradas/somadas/recriadas para singaseificação rápida de lixo, biomassas, fezes, sobras, palhas, cascas etc. (5 em fase de pré-patentes no INPI), sempre recomendo que os plásticos não passem de 15% nem os de borracha de 12%, mesmo que somados, e na mistura total bruta inicial (molhada ou seca), mesmo sendo itens riquíssimos em Poder Calorifico Inferior (PCI) e capazes de enriquecer os lixos muito pobres das vilas e dos bairros com pessoas de baixa renda (lixos contendo bem mais orgânicos e poucos papeis, papelões, plásticos etc..), tornando-os plenos para produzir um bom singás com bom PCI. Vide em inglês em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894720312523?via%3Dihub .

O mais inovador de meus recentes pedidos de patentes (inclusive elogiada pelo CTO da gigante indiana Chandepur, especializada em fabricar singaseificadores de médio e grande portes) é o projeto de meu futuro singaseificador Volcano 2, um UD-CFBG com leito fluidizado e tendo o calcáreo dolomítico como flamante/catalisador (podendo este também ser adicionado na mistura inicial do rdf para aumentar o teor final de H2 do singás - vide antes). O grande diferencial de tal futura máquina é que ela terá de 01 a 02 serpentinas ascendentes internas curtas (100 cm a 300 cm, cfe. a potência desejada), mas em aço especial AISI 310 ou 304 e em 3 a 4 polegadas e por onde circulará, continuadamente, grandes volumes de fluido térmico especial (HTF), tudo de forma a reaquece-lo em até 650º C pelo roubo continuado do calor interno, acessível em altos graus do meio até o topo (onde pode alcançar de 850º C até 2.300º C – vide antes), mesmo que reduzindo a produção de singás para uns 30% da potencial. Este tipo de roubo de calor desperdiçado já é comum nas maquinas chamadas de “chiller de absorção”. Obviamente, com tal fluido térmico circulante e estocável externamente produzir-se-á muito mais eletricidade por até 24 horas/dia pela elevada e continuada troca térmica do fluido super quente com a água (condensado ou não), também circulante, e para produzir o vapor rankine/elétrico nos chamados trocadores de calor já aqui descritos (“heat transfer”).

Assim, estará resolvida de forma barata e constante a grande demanda de eletricidade necessária para produzir o H2 veicular ou não, além de ser promover uma grande limpeza ambiental. Também, mesmo o pouco de singás que será produzido será queimado, local e externamente, nas maquinas chamadas de tubos de fogo (“fire tubes”) para aquecer e vaporizar ainda mais água para a geração elétrica “Rankine”.

Contudo, ao meu ver, seria um novo e grande contrassenso técnico-econômico, pois porque desviar eletricidades – a serem produzidas por tais singaseificadores, de quaisquer tipos e potencias – e a serem entregues nas redes de distribuição atuais, já bem estabelecidas e plenamente aproveitáveis, para recarregar veículos elétricos nas tomadas, agora para a produção interna de H2 nos veículos para gerar eletricidade nas tais células de H2?

A mesma pergunta também faço com relação as atuais gerações solares, eólicas e por hidroelétricas e suas entregas normais as redes já estabelecidas?

Porque algumas empresas mundiais – espertas e talvez um pouco desesperadas/lentíssimas/mau assessoradas – insistem tanto nisto, talvez até com medo e prejudicando os futuros - já muito mais caros, confiáveis e miscíveis - dos veículos elétricos recarregáveis em tomadas externas ou mesmo 100% fora da tomada e/ou veículos elétricos autoalimentados por 6 a 11 fontes internas - já bem pesquisados/avançados/testados/operantes/vendáveis -, como proponho em meu pedido de patente acerca ? - vide acima.

C) Hidrogênio Cinza - Definições, Diferenciais, Resultados, PRINCIPAIS FONTES e Tendencias -  

O Hidrogênio cinza é a forma mais comumente produzida e usada até hoje. É relativamente barato, mas é derivado do gás natural (“reforma do metano do gás natural mais vapor”) e, normalmente, também usa combustíveis fósseis como fonte de energia.

“Assim, embora existam vários processos para produzir Hidrogênio, 95% deste gás hoje é produzido por um processo térmico chamado reforma de metano a vapor, onde o gás natural (daí o nome do reforma do gás natural) mais o vapor em alta temperatura são combinados para gerar dióxido de carbono mais Hidrogênio. Como destino, tal H2 Cinza é extraído e usado para refinar o petróleo mais na indústria química para tratar metais mais para produzir amônia para fertilizantes e mais para processar alimentos. Infelizmente, como o gás natural é um combustível fóssil, o dióxido de carbono que é liberado durante o processo de reforma do metano a vapor apenas muito aumenta as emissões de gases de efeito estufa, o que muito contribui ainda mais para ampliar as mudanças climáticas.”

“Mas, o Hidrogênio Cinzento há muito é visto por alguns como sendo uma alternativa de “ponte” mais limpa, à medida que o Mundo se livra do carvão e do petróleo, mas ainda é um grande contribuinte para a mudança climática.”

“Estudos recentes também mostraram que o Hidrogênio Cinza – a ser obtido a partir da chamada reforma de Gás natural mais até de outros derivados de petróleo e até do metano - emite mais gases do efeito estufa do que os especialistas em energia pensavam inicialmente”.

Também o metano, um poderoso gás de efeito estufa e o principal componente do gás natural, frequentemente vaza de dutos para a atmosfera. Entretanto, em adição e como mau exemplo, isto é o mesmo que muito ocorre nos atuais e frequentes biodigestores para produção biogás – sobretudo agroindustriais e alguns rurais - mais nos aterros sanitários apenas para enterrarem lixos ambos muito utilizados pela maioria das Prefeituras no Brasil. Em ambos, além de caríssimos e com curta vida útil máxima de 10-15 anos, somente produzem custos para os cidadãos e muitos e muitos problemas para todos, inclusive nos seus transportes e nas sujeiras soltas nas ruas e muito mal cheiros - e que nada geram de lucros ou de limpezas ambientas reais.

Adicionalmente, embora nunca revelado nos projetos de ambos acima nem pelos seus fabricantes/vendedores/instaladores, os custos das limpezas/purificações fundamentais do metano dos aterros (punções) e dos biodigestores são imensos, pois exigem filtros caríssimos e constantemente com problemas (exigem-se nos projetos e nas fiscalizações pelos nossos órgãos ambientais filtros e equipamentos no padrão norte-americano de limpeza do metano, um dos mais rigorosos do Mundo, e nunca o europeu ou o asiático. Quando não têm ou dão problemas, o que é frequente, as plantas são frequentemente interrompidas e até interditadas). Também os moto-geradores fundamentais para queimar tal metano já purificado e com ele gerar energia elétrica custam 50% a 100% mais do que os moto-geradores do tipo diesel-bosch para queimar o singás, já bem descrito, e para gerar a mesma energia.

Também, os subprodutos/dejetos finais da metanização (pasta fedorenta, altamente contaminante e comum nas recicladoras de lixos pré-coletados e pobres em PCI e nos aterros) se revelam um gigante problema ambiental posterior, pela elevada e constante contaminação dos subsolos e atmosfera por muitos vazamentos que ocorrem nas barragens de contenção, mesmo que muito bem feitas e bem administradas, o que geram ainda mais multas ambientais.  

Outrossim, tais resíduos finais líquidos ou pastosos dos biodigestores e aterros sanitários pouco servem para se produzir bio-fertilizantes para usos agrícolas econômicos e reais, como muitos sonham e afirmam (talvez bons usos em pequenas plantas hortifrugranjeiras orgânicas, mas se vendidos bem mais baratos, ou com bons e próximos mercados compradores finais de orgânicos). Ao contrário dos fertilizantes sólidos – ricos e bem equilibrados -, os bio exigem altos volumes de água para diluição e aplicação, que precisará ser constante, não única, pois eles se perdem muito com a lixiviação e a erosão. Também, infelizmente, podem não ser servir para a produção de tijolos e telhas de baixa qualidade, até porque têm pouca sílica, adesiva, no seu conteúdo.

Além disso, segundo a EMBRAPA, temos o fundamental a observar-se que “o bio-fertilizantes pode substituir parcial ou totalmente os adubos químicos e vem obtendo bons resultados no cultivo de cereais, pastagens e hortaliças. Porém, é importante salientar que é proibida, no Brasil, a aplicação de fertilizante proveniente de dejetos animais no cultivo de hortaliças que são ingeridas cruas”. Vide mais em: https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/agroenergia/arvore/CONT000fj1gh4ku02wyiv802hvm3jd85f37c.html .

D) Hidrogênio Azul - Definições, Diferenciais, Resultados, PRINCIPAIS FONTES e Tendencias -  

“O chamado Hidrogênio Azul é produzido mais a partir de derivados de petróleo, mas com o mesmo processo do Hidrogênio Cinza acima. Contudo, segundo seus fabricantes, a maior parte do carbono emitido durante sua produção é “capturado” e não liberado para a atmosfera. Por isso é descrito como um gerador de gás (H2) de baixa emissão”.

“O Hidrogênio Azul é o Hidrogênio produzido a partir do gás natural com um processo de reforma a vapor do metano, onde o gás natural é misturado com vapor muito quente e um catalisador. Uma reação química ocorre criando Hidrogênio e monóxido de carbono. A água é adicionada a essa mistura, transformando o monóxido de carbono em dióxido de carbono e mais Hidrogênio. Se as emissões de dióxido de carbono forem capturadas e armazenadas no subsolo, o processo é considerado neutro em carbono e o Hidrogênio resultante é chamado de “Hidrogênio Azul”.

“Mas há alguma controvérsia sobre o Hidrogênio Azul porque a produção de gás natural inevitavelmente resulta em emissões de metano dos chamados vazamentos fugitivos, que são vazamentos de metano do processo de perfuração, extração e transporte. O metano não dura na atmosfera tanto quanto o dióxido de carbono, mas é muito mais potente como gás de efeito estufa”.

“O Hidrogênio Azul é considerado como uma transição até que o H2 Verde possa competir com o Cinza e o Azul, em termos de preços e de custos futuros”. Para muitos, “se o Hidrogênio Verde – produzido a partir da água e o seu processo de sua eletrólise para extrair as moléculas de hidrogênio for totalmente alimentado com energias de fontes renováveis ??como as solares, eólicas, singás, mini hidros etc. – ele, H2V, poderá ser uma opção futura de emissão “zero”.

Setores como o Químico mais as Refinarias demandam hoje cerca de 75,0 milhões de toneladas/ano de Hidrogênio Azul”. Entretanto, “muitos se opõem a qualquer uso do Hidrogênio Azul, dizendo que ele simplesmente permite que as empresas de combustíveis fósseis continuem em atividade e emitindo poluentes - vide abaixo.”

Adicionalmente, perigosamente, “como o Hidrogênio Azul, também é feito a partir de gás natural e do carvão, suas emissões atuais correspondem às do Reino Unido mais da Indonésia somadas.”

Assim, “haveria de se garantir que o Hidrogênio Azul (a partir dos sujíssimos derivados de petróleo) também seja produzido com os mais altos padrões ambientais - o que é quase impossível (a não ser -“como muitos consultores externos informam e até se revoltam”... tapeando, até mentindo e até dourando as pílulas com propagandas enganosas/compradas de parte de uma imprensa irresponsável(?)/gananciosa (?), como sempre, fazem muitas petrolíferas e suas refinarias mais distribuidoras fazem e muito e até descaradamente”, como diversos deles afirmam...). “As tecnologias já estão disponíveis hoje para evitar essas emissões (algumas apenas) e, muitas vezes, são econômicas e até economizam dinheiro” (será?)”.

Também, “em outro estudo publicado pelo importante revista “Energy Science and Engineering” no início de agosto/2021 revelou-se que, embora o Hidrogênio Azul - a ser obtido pela chamada reforma do gás natural e dos derivados de petróleo e até de metano - emitisse 9%-12% menos de dióxido de carbono do que o Hidrogênio Cinza, ele (H2 Azul), na verdade, emitia mais metano do que o próprio gás natural”.

“Também, no geral e num fato ambiental gravíssimo, “a chamada pegada de gases de efeito estufa (“footprint”) do Hidrogênio Azul foi 20% maior do que a da simples queima de gás natural ou do carvão para aquecimento e 60% maior do que a da simples queima de óleo diesel para aquecimento.”

“Ou seja, vale mesmo a pena usar combustíveis fosseis para produzir o tal Hidrogênio Azul?”

“No verão de 2020, as partes interessadas da indústria de gás natural sugeriram o uso de Hidrogênio Azul na infraestrutura existente de gasodutos de gás natural para aquecer residências”. “A conclusão é que o Hidrogênio Azul tem enormes emissões e não pode ser usado, exceto em baixas porcentagens no atual sistema de gás”. “É muito mais barato mudar para bombas de calor acionadas eletricamente para aquecimento.”

“Segundo alguns importantes e responsáveis cientistas e consultores mundiais energéticos-ambientais, a insistência em também fabricar o tal H2 Azul é apenas mais uma forma para se permitir que algumas espertas empresas de combustíveis fosseis continuem com suas atividades altamente lucrativas e muito poluentes, ou seja, nada agregam de real a nova economia socioambiental e realmente sustentável necessária ao povo e ao futuro Mundial”.

E) Hidrogênio Rosa (ou Vermelho) - Definições, Diferenciais, Resultados, PRINCIPAIS FONTES e Tendencias -  

“Como já descrito, além dos futuros Hidrogênios a serem obtidos das fontes sujas principais dos derivados de petróleo, com certeza, já temos também Hidrogênio obtido a partir de outras fontes super térmicas, como da energia nuclear mais da gaseificação de carvão mineral mais hidrogênio das bases geotermais/amônia mais hidrogênio do biogás de lixos, e tudo para múltiplos usos”.

Contudo, novamente, aqui pergunto pelos contrassensos técnico-econômicos, pois porque desviar eletricidades – a serem produzidas por tais singaseificadores, de quaisquer tipos e potencias – e entregues nas redes de distribuição atuais já bem estabelecidas, plenamente aproveitável para recarregar veículos elétricos nas tomadas, agora para a produção interna de H2 nos veículos para gerar eletricidade nas tais células de H2? A mesma pergunta também se faz com relação as atuais gerações solares, eólicas e por hidroelétricas e suas entregas normais as redes já estabelecidas? Porque algumas empresas mundiais – expertas e talvez um pouco desesperadas/lentíssimas/mau assessoradas – insistem tanto nisto, talvez até com medo e prejudicando os futuros - já muito mais caros, confiáveis e miscíveis - dos veículos elétricos recarregáveis em tomadas externas ou mesmo 100% fora da tomada e/ou veículos elétricos autoalimentados por 6 a 11 fontes internas - já bem pesquisados/avançados/testados/operantes/vendáveis - como proponho em meu pedido de patente acerca; vide acima?

“Outros dos principais usos que vemos hoje do H2 são nas espaçonaves, mas os maiores consumidores do chamado “H2 Vermelho” também são a indústria petrolífera e que o utiliza para refinar o petróleo bruto, mas ele também é utilizado para produzir fertilizantes, metais e na área alimentícia para a hidrogenação de óleos vegetais, como as margarinas" (Obs: noto aqui, sem deméritos, que algumas grandes instituições de pesquisas e de ensinos no Brasil ainda não dominam bem tais assuntos, como é a praxe em alguns países, e até  fornecem informações parciais, até incompletas e/ou divergentes acerca).

“No caso das usinas hibridas de solar + nuclear para produzirem água, eletricidade e Hidrogênio, no sistema integrado onde o sistema de energia solar (com matrizes fotovoltaicas bifaciais de 75 MWp) mais a usina nuclear (com reatores de leito de seixo tipo HTR-10 2 × 10 MWt) são hibridizados e integrados com óxido sólido de alta temperatura com capacidade de 72 MWe unidade de eletrólise (SOE) para produzir Hidrogênio mais água potável e energia elétrica.” Vide em:  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772671121000206”. 

“De acordo com a irradiância disponível, o vapor é desviado entre a turbina a vapor e o eletrolisador de alta temperatura para produção de Hidrogênio e a geração de energia. Um ciclo Rankine é então integrado para gerar energia a partir do vapor gerado a partir do calor nuclear”. Uma unidade de dessalinização de múltiplos efeitos também é integrada para explorar o excesso de calor e para produzir água doce”.

“Para energia nuclear de 20 MWt mais com a capacidade solar de 75 MWp, as produções atingidas de Hidrogênio Vermelho ficam entre os elevados volumes de 0,036 kg/s e 0,562 kg/s” (este último igual a cerca de 4,86 toneladas/24 horas por planta). 

“A planta fotovoltaica bifacial é integrada ao sistema de fornecimento de eletricidade com baixo LCOE (custo operacional gerador) e sistema “zero” de carbono. Tal planta fotovoltaica é analisada em seis latitudes selecionadas a fim de avaliar-se a sua viabilidade mais a aplicabilidade do sistema. Numerosas análises dependentes do tempo são realizadas para estudar os efeitos de várias entradas, como a intensidade da radiação solar. Uma avaliação de desempenho do sistema é realizada por meio das eficiências de energia e exergia termodinamicamente”.

“Entre as latitudes do Hemisfério Norte, a taxa pico de produção diária de Hidrogênio Vermelho é obtida atingindo elevadíssimos volumes de 25,9 toneladas de Hidrogênio por dia –, lembrando que um veículo elétrico com apenas 01 kg de H2 bem estocado já consegue rodar de 80 km a 120 km, - para o caso de 75° N, principalmente com a influência da baixa temperatura mais do alto albedo refletivo local. A menor distância dos testes em direção Norte aumentou a taxa de produção de hidrogênio em 28% entre o espaçamento do rastreador de 3,0 m e 7,0 m. A eficiência energética geral do sistema foi obtida entre 21,8% e 24,2%, onde a eficiência exergética geral do sistema foi encontrada entre 18,6% e 21,1%, agora sob as condições dinâmicas reais para o caso de latitude 45° N”.

F) Proposta de Hidrogênio Verde-Amarelo Brasileiro Definições, Diferenciais, Resultados, PRINCIPAIS FONTES e Tendencias -  

A obtenção do Hidrogênio a partir do etanol pode ser realizada através de diversos processos, entre eles o da reforma de vapor, no qual este composto reage quimicamente com a água, produzindo uma mistura gasosa, cujo componente principal é o Hidrogênio. A eficiência desse processo situa-se na casa dos 80,0%.

Na verdade, “trata-se de um novo catalisador idealizado desde 2008 pela Universidade de Ohio. Pesquisadores descobriram como converter o etanol e outros biocombustíveis em Hidrogénio de forma muito eficiente, atingindo até 90% de rendimento, utilizando ingredientes baratos e em um processo que funciona a baixas temperaturas. O catalisador usado (no Brasil chamado de reformador pelo consorcio Nissan/USP-IPEN) é um bom limpador ambiental na forma de um pó cinza escuro, formado por grânulos de óxido de cério, um ingrediente limpador e da série dos lantanoides (bem diferente do césio atômico) e comum em cerâmicas mais cálcio, ambos recobertos com partículas de cobalto. Ele produz Hidrogénio com 90% de eficiência a uma temperatura de 350º C, bastante baixa para os padrões industriais.”

Segundo Ohio, “o processo começa com um biocombustível líquido, como o etanol, que é aquecido e bombeado para o interior de um reator (assim, com os necessários consumos de energias internas), onde o catalisador estimula uma série de reações químicas que, ao final, gera um gás com elevado teor de Hidrogénio. Então, os gases residuais, como o monóxido de carbono, dióxido de carbono e metano, são removidos e o Hidrogénio é purificado. Para tornar o processo mais eficiente em termos de energia, trocadores de calor capturam o calor emitido e o reintroduzem no reator. O metano gerado no processo pode ser usado para suprir parte da energia necessária (obs.: vejas que a informação é parcial, pois não demonstram como eliminar ou estocar/usar os nefastos gases de carbono nem o metano, mesmo que em menores volumes ante os atuais veículos, mas todos altamente insustentáveis e de caras filtragens e destinações finais seguras”).

Já no Brasil, recente, “tanto os consórcios Nissan-USP, como Volkswagen-UNICAMP-CTC Piracicaba estudam/desenvolvem as possibilidades de termos futuros carros elétricos movidos a “etanol mais água.”

No Brasil, antes (2019), assumindo as necessidades de mudar real e radicalmente quase tudo no setor automotivo elétrico futuro, a Nissan/Renault assinou parcerias, em separado, com a USP e com a UNICAMP para desenvolverem carros elétricos movidos a etanol (células de combustível) e até mesmo sem baterias. A proposta é de um carro elétrico sem baterias e que rodará 600 km com 30 litros de etanol (20 km/litro) vide em https://autopapo.com.br/noticia/nissan-parceria-carro-eletrico-sem-bateria/..”

Assim, pegando carona nas propostas de Ohio acima, idealiza-se nos projetos duplos acima uma nova economia mundial e até sócio-ambiental positiva, fundindo o etanol de cana + água para estocar nos antigos tanques de combustível dos veículos e, para, somente então, produzir o Hidrogênio internamente. Contudo, ao meu humilde ver, também soa bastante estranho utilizar e estocar internamente a tal mistura de etanol + agua em tanques com até 60 litros, ou seja, com cerca de 59 kg (além da necessária presença de uma pequena bateria com até 20 kg), pois uma das grandes vantagens do veículo a Hidrogênio, produzido externamente, é exatamente a menor estocagem necessária (mini tanque com apenas 5 kg), o que muito reduz o peso final do veículo, tornando-o muito mais econômico e, de futuro, até mais barato (desde que se teste muito bem as estabilidades diretas e nas curvas mas, sobretudo, o tal efeito decolagem – “take off” – até comum em veículos muito leves). Outros veículos elétricos puros (sem usar Hidrogênio externo) têm o péssimo problema de usarem baterias gigantes com até 550 kg (como os da Tesla com baterias para até 130 KWh), o que reduz muito sua performance mais amplia seu consumo, em geral, e eleva bastante o seu preço final.

Assim, mesmo com diversos órgãos, cientistas e empresas - externas e internas -, talvez até tentando forçar muito a barra econômica-ambiental-energética, novamente, para proteger as fontes apenas limpas ou renováveis (etanol, biodiesel etc..) e não as realmente sustentáveis (solar, fotovoltaica, singás, eólicas, hibridas etc..) - elas estão pesquisando muito e rápido no Brasil.

Pessoalmente, entendo que elas podem até estarem sendo parciais e até interesseiros e que quem escolherá tudo, ao final, serão os compradores dos futuros veículos elétricos consumidores de Hidrogênio (tipos, fontes e formas a escolher) e não seus produtores ou fabricantes ou investidores ou incentivadores ou Governos.

Contudo, alguns consultores portugueses citam que “existem vários tipos de “fuel cell”, pois umas trabalham com Hidrogénio com elevado grau de pureza, de 99,9% para cima, que são a maioria, e as que a Toyota, Hyundai e Peugeot usam são as mais eficientes e duráveis. Existem também as “fuel cell” molhadas, que usam como fonte de energia elementos ricos em Hidrogénio, como no caso do etanol, metanol entre outros. São menos eficientes, menos duráveis e também mais lentas a arrancar. Segundo eles, existem muitos artigos sobre essa célula “env200” e nenhuma informa o correto e o honesto, sendo cheias de mentiras e confusas”.

“Para outros consultores portugueses, o futuro passará muito por veículos a Hidrogênio celular interno e os elétricos de tomada externa, parecendo ser bem acertado as marcas apostarem nos dois tipos principais de fontes (todos são elétricos), mas o veículo a Hidrogênio será sempre mais caro do que o veículo elétrico e por ter muito menos eficiência. Ainda se perde muita eficiência na produção de H2 e posteriormente na conversão do Hidrogênio para produzir a eletricidade necessária, mas este será uma fonte futura muito mais utilizada e útil nos transportes”.

“Ainda segundo eles, nos casos das baterias dos veículos com células a H2, elas são idênticas as dos híbridos e ainda assim pesam em média 50 kg (ou seja, cerca 8% a 10% do peso das baterias dos elétricos puros como os da Tesla). Além destas baterias temos a” fuel cell” que também tem degradação muito maior do que a de uma bateria. Por exemplo, o manual do Toyota Mirai a H2 manda fazer revisão dos tanques a cada 5 anos e substitui-los ao fim de 15 anos. Na “fuel cell” mandam trocar uma membrana a cada 30 mil e elas custam mais de 500 euros “.

Para eles (como penso e que já afirmei bastante aqui neste diagnostico longo), “enquanto o Hidrogênio for, proporcionalmente, do mesmo preço da gasolina, em vez de gastar-se o triplo da eletricidade para fazer H2 mais vale usar logo essa eletricidade no carro. Ele será uma opção para alguns transportes, mas muito dificilmente para uso nos carros menores.”

Assim, ainda ao meu ver, tal nome de tal nosso possível “Hidrogênio Verde Amarelo” pode ser mais para tentar-se, infelizmente, dourar as pílulas socioeconômicas para os consumidores e ambientalistas - menos preparados/menos questionadores - mais para a imprensa dita como especializada (como sempre se fez muito com o etanol e o biodiesel no Brasil, sem deméritos). Aparentemente tenta-se, até desesperadamente, bem separá-lo dos Hidrogênios não-Verdes (“Hidrogênios Azul, Cinza ou Vermelho”) atualmente as maiores produções mundiais e “que são obtidos, segundo a USP, com fontes não renováveis, como o carvão mineral, gás natural, combustíveis fósseis, hidrogênio natural [ou geológico] e até biocombustíveis (etanol, biodiesel)”.

Quem é que está no Brasil desenvolvendo esse projeto para tirar o Hidrogênio do etanol e mover o carro eletricamente? A Nissan, fábrica japonesa. Como dito, a sua filial brasileira tem um convênio com a USP e com o IPEN (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares), para desenvolver o reformador, o aparelhinho mágico que tira o Hidrogênio do etanol.

“Ainda há a considerar-se o elevado peso das células de combustível e que ocupam grande espaço interno, como nos antigos motores. Quando além destas células, tais veículos forem programados para a produção interna de H2, via etanol com 45%-50% + água com 50%-55%, por exemplo, como se prevê no Brasil (projeto Nissan + Unicamp) também será necessário acrescentar-se o peso do equipamento chamado de reformador do tal etanol (pouco conhecido, por ser segredo industrial, mas que pode ser uma cópia melhorada do projeto acima da Universidade de Ohio, onde o chamam de catalisador/reformador com oxido de cério”, um pó cinzento da série dos lantanoides e grande produtor de H2 com 90% de eficiência quando em 350º C) mais o peso de mais 59 kg (cerca de 60 litros). Além do peso de tal reformador, também teríamos um tanque estocador liquido também interno com uns 59 kg de conteúdo mais até 15 kg de uma bateria auxiliar”. Na pratica, o liquido final bastante purificado quando passa por eletrodos especiais para um tipo de “craqueamento” bem separa o hidrogênio a ser usado nas células de hidrogênio vizinhas de tais mesmos veículos elétricos”.

“Assim, pode ser muito viável de futuro, mas ainda há muito o que melhorar e esclarecer, pois consumidores e compradores de tais veículos não querem, novamente, embarcar em barcos furados ao comprarem carros caríssimos e com novas promessas de economias de escopo e/ou de escala, movidos por combustíveis caros (com o etanol e o biodiesel atuais), mas com altíssimo consumo por km rodado, gigantes desperdícios de energias cinéticas do motor; combustíveis esses por preços elevadíssimos e, pior, apenas limpos/renováveis e pouco ou nada sustentáveis, como exigem e já praticam os melhores fabricantes que se esforçam, real e ambientalmente, pelo povo mundial e pelas mudanças climáticas aceleradas”.

“O sistema final adotado pela Nissan é a SOFC (“Solid Oxide Fuel Cell”, em português “Célula de Combustível de Óxido Sólido”) e que utiliza o etanol para criar eletricidade. Nessa tecnologia, o etanol passa por um equipamento chamado reformador (interno) – vide acima -, que vai extrair o Hidrogênio (internamente), que por sua vez será combinado ao oxigênio do ar na célula propriamente dita. Ao final, ocorrerá a reação química dentro da célula (eletrólise) que vai gerar a eletricidade que alimentará o motor elétrico”.

“Há duas grandes claras vantagens dos veículos elétricos, a serem abastecidos externamente com o etanol + agua para produzir internamente o H2 Verde Amarelo e com ele movimentar e gerar eletricidade interna em células SOFC também internas, em relação aos atuais automóveis elétricos apenas plugados nas tomadas: 1) O Hidrogênio é produzido pela mistura de etanol +agua que já está no tanque e que são misturas fáceis e baratas (???) de recarregar-se externamente; 2) Como a eletricidade vem diretamente da SOFC interna, o carro não precisa de uma enorme bateria, que chega a representar 25% do peso total do veículo, bastando uma versão muito menor que seria constantemente recarregada pela célula de combustível com 8% a 10% - vide acima)”.

“A Nissan diz que ainda é cedo para se dar estimativas de valores de um veículo com célula SOFC. “Não temos ideia de custo até porque precisa definir-se uma cadeia de fornecedores e ter um preço que seja competitivo”. O objetivo inicial será tentar integrar o reformador à célula principal para deixar o conjunto mais compacto e mais leve. E também não há previsão de lançamento, já que esta fase do projeto desde 2019, mas deve se estender até 2025”.

Ao meu humilde ver, embora com ainda muitas dificuldades e problemas a acertar/melhorar, este Hidrogênio Verde ou Verde-Amarelo possa ser produzido internamente neste projeto de etanol + agua - tanto da Nissan, como da Volks -, ele pode até ser mais viável e muito mais seguro do que produzi-lo externamente para gerar eletricidade internamente nas células de H2, pois nestes casos, os mais difíceis, são os custos e os riscos envolvidos, sendo necessário transportá-lo, embarcá-lo e estocá-lo sobre altíssima pressão em pequeno tanque interno contendo apenas cerca de 5 kg de H2 liquido no tal veículo elétrico destinatário. Resta saber se o maior peso final do veículo Nissan com produção interna do H2 descompensará isto, ou não, mais o seu arrasto aerodinâmico e o seu consumo final. Contudo, verdade é que nos veículos somente elétricos de tomadas, as baterias gigantes, embora com baixa cargas estocadas (até 130 Kw) nos seus pisos chegam a pesar 550 kg, como nos veículos Tesla, e neste caso, o peso total do veículo pode passar de 2.400 kg, ou seja, com consumos muitos maiores e até com dinâmicas muito mais perigosas.

Nos veículos H2 de etanol + água “exigir-se-á também uma bateria de lítio auxiliar do processo mais para uso interno e com, pelo menos, 9,3 KWh utilizáveis (dos 13,8 KWh estocáveis)”.

Também, recente, um diretor da Volvo desprezou o potencial do etanol + água como acima. Durante uma entrevista, um jornalista perguntou o motivo de a Volvo não implantar, assim como a Audi ou BMW, uma fábrica no Brasil para tanto e ele respondeu que, mesmo com os investimentos das outras marcas na tecnologia acima, o etanol ainda não passa de uma solução regional e que, enquanto não for exportado e adotado por outros países. Também, a sua empresa sueca declara abertamente que não acredita nele como solução de mobilidade em outros países”.

“Pior ainda é que a Volvo não está abrindo mão de seu principal faturamento no Brasil para estar ecologicamente correta e contribuir com a limpeza atmosférica. Aqui ela simplesmente não poderá mais vender o XC40 híbrido, seu líder de vendas no país, pois ele não mais se enquadra na nova legislação (Proconve L7), em vigor a partir de janeiro de 2022.” Vide mais em https://autopapo.uol.com.br/noticia/volvo-ofende-audi-mente-despreza-etanol/ .

9) O Que São e quais os Principais Fabricantes de Células de Hidrogênio H2 –

“Diferentemente dos veículos movidos por combustíveis fósseis, o aproveitamento energético do Hidrogênio raramente se dá por sua combustão direta, mas, sim, por meio de sua transformação eletroquímica, realizada nas tais Células de Hidrogênio”. O primeiro equipamento foi desenvolvido em 1839 por um físico inglês chamado William Grove”. Assim, o uso do Hidrogênio produzido sob diversas formas e fontes já descritas tem mais futuro nos veículos elétricos em que é empregado para acionar as tais células de combustível internas (com reação eletroquímica separadora) e menos de forma direta pela queima em veículos não-elétricos, ou seja, de forma usual”.

“Na célula de Hidrogênio, o processo é o inverso do que acontece na eletrólise que também produz o H2. Como na eletrólise, há 02 eletrodos, um positivo e um negativo. O polo negativo é alimentado pelo hidrogênio, enquanto o positivo recebe ar. No negativo, uma substância separa as moléculas de Hidrogênio em prótons e elétrons. Enquanto os elétrons saem do eletrodo e geram um fluxo de eletricidade, os prótons vão em direção ao eletrodo com o ar. Lá, esses prótons se misturam com o oxigênio e, no caminho contrário ao da eletrólise, produzem água e calor. É assim que este tipo de combustível gera energia sem combustão e produzindo apenas vapor de água como resíduo”.

“Nas células, os eletrodos precisam ser bons condutores de eletricidade e, por isso, são constituídos de grafite, metais e aço inoxidável. O gás Hidrogênio é o eletrodo do terminal negativo, ou seja, o ânodo e o gás oxigênio (ar) é o eletrodo do terminal positivo, ou seja, o cátodo”.

“Em resumo, nas células de hidrogênio, o oxigênio existente na atmosfera se combina com o Hidrogênio, produzindo energia elétrica e água. Ou seja, o processo de geração de energia por meio de células a combustível “em si” não impacta o meio ambiente, razão pela qual pode-se classificá-lo como sendo um processo limpo”.

Já há estudos bem avançados para substituir-se as estocagens de energia elétrica em baterias convencionais por em células de Hidrogênio, pois elas estocam muito mais e em espaço bem menores.

“Ela também é conhecida como célula a combustível (“fuel cell”), pois é uma tecnologia que utiliza a combinação química dos gases Hidrogênio mais do oxigênio (ar natural) para gerar energia elétrica e moléculas de água”.

“Assim, a demanda por células de combustível portáteis e estacionárias está aumentando em todo o Mundo. De acordo com as descobertas da BlueWeave Consulting, o mercado global de células de combustível valia Us $ 264,2 milhões em 2020, mas estima-se que gere receitas anuais de Us $ 1.341,9 milhões até o final de 2027.

“A células de combustível podem ter vários usos, desde no transporte até em sistemas de backup de fornecimento de energia. Entre seus usos estão ainda alimentar prédios e até submarinos. Assim, as chamadas célula de Hidrogênio ainda são consideradas como a melhor chave para a rápida e fundamental descarbonização total mundial”.

Ainda há pouquíssimos fabricantes mundiais de célula de combustível de Hidrogênio e algumas das empresas atuais maiores fabricantes - mais negociadas nas Bolsas (obs.: recente, há muitas compras destes fabricantes, como investimentos em longo prazo, até especulativos, pelos chamados “hedge funds” mundiais).

Os nomes dos principais fabricantes atuais mais dos códigos de negociações na sua principal bolsa de negócios/captação de investidores são: 1) Toyota Motor Corporation (NYSE:TM); 2) Bloom Energy Corporation (NYSE: BE); 2) FuelCell Energy, Inc. (NASDAQ: FCEL); 3) Plug Power Inc. (NASDAQ: PLUG); 4) Cummins Inc. (NYSE: CMI); 5) Ballard Power Systems Inc. (NASDAQ: BLDP); 6) Hyzon Motors Inc. (NASDAQ:HYZN); 7) Advent Technologies Holdings, Inc. (NASDAQ:ADN).

“A distribuidora de gás industrial Linde PLC do Reino Unido (NYSE: LIN) também é um participante significativo no mercado de células de combustível de Hidrogênio. Ela constrói e fornece postos completos de abastecimento de hidrogênio em todo o mundo. Recente, também começou a construir a primeira estação de abastecimento de hidrogênio para trens de passageiros na Alemanha e que deve operar no início de 2022. Em 2020, as ações da Linde subiram 12,3% no acumulado do ano”.

Em 2020, já entre os maiores fabricantes de automóveis que desenvolvem e vendem veículos elétricos movidos a célula de combustível de Hidrogênio estavam: 1) Toyota Motor Corporation (NYSE: TM); 2) Honda Motor Co., Ltd. (NYSE: HMC); 3) Hyundai Motor Company (OTC: HYMTF).

Segundo prof. da UFRJ, o Brasil também tem startups focadas no desenvolvimento de células de combustível mais nos sistemas de tração e de produção de Hidrogênio a partir de biomassa.

Entenda melhor como funciona e reage uma célula de Hidrogênio no site com dados públicos na internet em: https://www.ecycle.com.br/célula-de-hidrogênio/ .

10) Vantagens e Desvantagens dos Usos de Veículos Elétricos a serem Reabastecidos nas Tomadas Externas – Algumas Marcas Recentes, inclusive uma brasileira, possivelmente, bem barata de futuro - 

Por tratar-se de assunto muito conhecido e muito debatido, inclusive de seus principais fabricantes e seus preços atuais e tendencias, este não é o foco principal deste diagnostico, exceto com um pouco de histórico (informação complementar) e os modelos mais modernos e mais baratos atuais de veículos recarregáveis em tomadas externas e em comparação com os atuais e futuros veículos elétricos movidos por células de Hidrogênio.

Historicamente, “a descoberta da propulsão elétrica remonta ao início do século 19, quando o padre e médico húngaro Anyos Jedlik construiu uma unidade que já continha componentes básicos de um motor a bateria (estator, rotor e comutador). Mais para o fim do século, precisamente no ano de 1881, o inventor francês Gustave Trouvé apresentou o primeiro carro elétrico completo no Congresso Internacional de Eletricidade, em Paris. A partir daí, foram surgindo as primeiras marcas especializadas na Europa e, por conseguinte, nos Estados Unidos.”

Vide mais detalhes em: https://olhardigital.com.br/2022/01/02/carros-e-tecnologia/passado-eletrico-em-1900-eletricos-eram-38-dos-veiculos-vendidos-entenda-o-que-deu-errado/  .

“Nos anos 1900, os carros elétricos já tinham se tornado uma das formas de propulsão mais populares no planeta. Nova York, por exemplo, abrigava uma frota inteira de táxis movidos a bateria, com os elétricos compondo 1/3 de todo o efetivo na cidade. Eram carros fáceis de se operar, não precisavam de uma manivela para dar partida e, de quebra, não exigiam destreza para a troca de marchas como num modelo a gasolina”.

“Tornaram-se ainda, como supracitado, modelos de luxo para usos por “mulheres da burguesia”, pelo fato de não produzirem ruído e excesso de vibrações”.”

“No início do século 20, 40% dos automóveis nos Estados Unidos eram movidos a vapor, 38% a eletricidade e 22% por motor a combustão. O primeiro carro a exceder a barreira de 100 km/h foi um modelo elétrico, o “Jamais Contente”, projetado pelo belga Camille Jenatzy em 1899”.”

“Para se ter uma ideia da importância, o carro elétrico se tornou tão grande na indústria automotiva que, em uma das poucas vezes que o esporte a motor entrou nos Jogos Olímpicos, em Paris -1900, havia categorias específicas para modelos movidos a bateria; mais provas de 300 km para táxis e vans de entrega”.

“A produção de carros elétricos nos Estados Unidos teve seu auge em 1912. No entanto, conforme a tecnologia de combustão interna no início do século foi avançando, pouco a pouco, a gasolina ganhou terreno.”

“No mesmo ano do pico de produção dos modelos a bateria, Charles Kettering, futuro diretor de pesquisa da General Motors, inventou o motor de arranque, que, aposentando a incômoda manivela, deixou os carros a combustão mais interessantes para o público, além de serem mais baratos”.

“Após a 1ª Guerra Mundial, o sistema rodoviário dos EUA melhorou e os motoristas preferiram carros com maior autonomia, apesar de todos os feitos de Kettering. A descoberta de petróleo bruto no Texas também reduziu o preço da gasolina e, já no início dos anos 1920, o boom dos carros elétricos da década de 1900 se tornara uma coisa do passado”.

“Mas um fator menos racional entrou na equação: “as mulheres preferiam os elétricos”. Não precisavam se sujar, nem exigiam força na manivela. Os elétricos acabaram ganhando fama de “carro de mulher” e o marketing dos carros a combustão começou a ressaltar o aspecto “másculo” de dirigi-los, como se faz até hoje. Os consumidores compraram a ideia dos carros a combustão e os elétricos ficaram no passado”.

Recente, na Europa, a Shell decidiu converter muitos postos de gasolina tradicional em estações de carregamento de veículos elétricos. A gigante do petróleo já opera uma rede de quase 8.000 pontos de recarga para veículos elétricos.

A empresa também está buscando outras formas de fornecer carregamento para as grandes populações e pretende instalar 50.000 postos de carregamento nas ruas em todo o Reino Unido até 2025, e está colaborando com a rede de supermercados Waitrose no Reino Unido para instalar 800 pontos de carregamento nas lojas até 2025.

No centro de Londres, ela disponibilizou um novo centro de carregamento de veículos elétricos que possui 10 estações de carregamento rápido DC de 175 kW, construídas pelo fabricante australiano Tritium.

Em Paris, A Shell lançou um hub semelhante no início deste ano. 

Também neste início de 2022, com tanta velocidade na procura e oferta por novos veículos elétricos, movidos a células de Hidrogênio internas ou recarregadas externamente em tomadas, startup ONE (Michigan Our Next Energy) desenvolveu e lançou uma super bateria que faz carros elétricos, altamente gastadores como o Tesla Model, alcançarem 1.200 km de autonomia com uma única carga. A empresa busca impulsionar a compra de carros elétricos eliminando a ansiedade sobre a autonomia, que inibe a maioria dos consumidores atualmente. Segundo eles, fatores simples fazem com que baterias comuns percam 35% de eficiência em carros elétricos e a a bateria One Gemini visa pôr fim de uma vez por todas na autonomia como uma barreira à adoção de carros elétricos, dobrando a energia ofertada a bordo sem ocupar tanto espaço.  Curiosamente, a empresa instalou, no mesmo espaço que a bateria de 103,9 kWh do Tesla Model S, seus 207,3 kWh. Isso significa muito mais densidade de energia, enquanto o consumo em milhas por kWh é cerca do mesmo que o da bateria original.

Vejamos agora os comparativos de performances mais de preços mundiais e no Brasil das principais marcas já a venda.

Em 2021, o setor Mundial de carros elétricos teve um expressivo aumento nas vendas ante 2020, mesmo com os casos de COVID e a crise do sistema mundial de fabricação e fornecimento de semicondutores fundamentais. Até o dia 22 de dezembro, segundo a o site CanalTech, o setor ampliou 168% nas vendas em relação a 2020 e mais de 6,4 milhões de carros elétricos foram comercializados.

Os 10 carros elétricos mais vendidos no Mundo em 2021, em ordem decrescente de alguns possíveis preços no Brasil já em R$/ud,  ou convertidos para o futuro importador/fabricante, foram:

1) Tesla Model Y (preço de até R$ 579 mil/ud);

2) Tesla Model 3 (até R$ 549 mil);

3) Chevrolet Bolt EV e EUV (R$ 213,0 mil, no exterior);

4) Ford Mustang Mach-E (até R$ 500,0 mil);

5) Volkswagen ID.4 (R$ 233 mil, mas no exterior);

6) Nissan Leaf (R$ 155 mil, mas no exterior);

7) Audi E-Tron e E-Tron Sportback (R$ 380 mil, mas no exterior);

8) Hyundai Kona (R$ 218 mil no exterior);

9) Porsche Taycan (até R$ 699 mil no Brasil);

10) Hyundai Ioniq Electric (R$ 188 mil, mas no exterior).

Vide mais detalhes de quantidades mundiais mais dos preços finais no Brasil, reais ou possíveis ou ainda no exterior (em geral ainda muito elevados e até astronômicos) e outros itens em: https://canaltech.com.br/carros/carros-eletricos-mais-vendidos-mundo-2021/

Recente, em questão de preços comparados, os elétricos estão novamente com custos em quedas. Por exemplo, ante os EU $ 15 mil do veículo alemão mais barato movido a célula de H2, desenvolvido pelo DLR (Centro Aeroespacial Alemão) e com células de H2 internas – vide link a seguir-, comparativamente, a GM já tem o veículo elétrico ligado em tomada mais barato do Mundo (não via células de H2), o conversível Mini EV Cabriolet que atinge 300 km por carga e atinge até 100 km/hora com seus 3 m de comprimento e virou fenômeno de vendas com seu preço de apenas EU $ 3000. No caso, a joint venture SAIC-GM-Wuling produziu um dos carros elétricos que viraram fenômeno na China, o Wuling Hong Guan Mini EV. Este carro elétrico, o mais barato do mundo, é muito popular entre os motoristas chineses. Vide em https://clickpetroleoegas.com.br/carro-a-hidrogenio-de-baixo-custo-faz-400-km-com-um-unico-tanque/ .

No início de 2022, a Mercedes-Benz apresentou o protótipo de seu carro elétrico VISION EQXX o primeiro capaz de rodar 1.000 km com uma única carga. Atualmente, ele já é o mais eficiente já que terá um consumo de energia de menos de 10,0 quilowatts-hora (KWh) por 100 km, afirma a Daimler. O modelo S60 da concorrente Tesla consome atualmente 18,1 KWh na mesma distância. A partir de 2025, todas as novas plataformas de veículos Mercedes farão apenas veículos elétricos.

Também, já em 2022, a Chrysler anuncia que planeja fabricar apenas carros elétricos, mas que somente vai lançar seu primeiro veículo até 2025 (muito tardia). Ao coto ela tem 14 marcas (sobretudo da  FIAT, Peugeot, RAM e Jeep) e, desde agosto/2021, todos pertencentes ao novo Grupo Stellantis.

No Brasil, os carros elétricos estão cada vez mais ganhando destaque entre os consumidores brasileiros. Para se ter uma ideia, em 2010 foi o primeiro ano que houve algum BEV – Battery Eletric Vehicle – à venda no país e apenas 10 unidades foram vendidas.

Já em 2021, as vendagens de carros elétricos no Brasil bateram recorde chegando a 2.860 emplacamentos, 257% mais do que em 2020 (801 veículos), segundo a ABVE (Associação Brasileira do Veículo Elétrico). Carros elétricos são parte dos veículos elétricos e que também incluem diversos outros como veículos para golfe mais para hospitais, empilhadeiras elétricas etc.

O mais vendido no Brasil em 2021 foi o Nissan Leaf com 439 novas placas, seguido pelo Porsche Taycan com 379 carros emplacados mais pelo estreante, Volvo XC40 Pure Electric com 375 unidades mais por outros estreantes como Mini Cooper Electric com 313 vendas e o Fiat 500e, com 146.

Vide mais detalhes de quantidades mundiais mais dos preços finais no Brasil, reais ou possíveis ou ainda no exterior (em geral ainda muito elevados e até astronômicos) e outros itens em: https://canaltech.com.br/carros/carros-eletricos-mais-vendidos-mundo-2021/

Os carros elétricos ainda são muito caros no Brasil, devido a desvalorização, criminosa e apenas especulativa, do R$/Us$, além da ausência de uma política mais consistente de incentivos para a transição energética.

Neste início de 2022, entre os elétricos ainda com valores até R$ 300,0 mil/ud e já a venda no Brasil, em escala ascendente de preços finais, se disponíveis, temos:

1) Chery Arrizo 5e - R$ 159.900 - Equipado com um motor elétrico de 122 cv e 28,1 kgfm de torque, tem baterias de lítio para carga de até 53,5 kWh, com autonomia de 322 quilômetros e sistema de regeneração de energia em 7 níveis;

2) JAC e-JS1 - R$ 164.900 – Esse modelo veio para substituir o iEV20 e com o último aumento de preço perdeu a posição de carro elétrico mais barato do Brasil. Fruto da parceria entre a JAC e a Volkswagen na China, o sub-compacto é equipado com um motor elétrico de 62 cv e 15,3 kgfm de torque e tem autonomia de 300 km com uma carga. O modelo urbano se destaca ainda pelo baixo consumo mais com um bom sistema de regeneração de energia e ótima dirigibilidade na cidade; 

3) JAC iEV40 - R$ 189.900 - Com 115 cv 27,5 kgfm e 300 km de autonomia; 

4) Renault Zoe Zen - R$ 204.990 - Mesmo nesta versão de entrada, ele já se beneficia do motor elétrico mais forte com 135 cv e 24,5 kgfm de toque e autonomia de 385 km com uma carga; 

5)  Mini Cooper SE - R$ 239.990 – Equipado com um motor de 185 cv e 27,5 kgfm e com uma condução mais apurada e acabamento premium, só fica devendo pela autonomia abaixo da média em relação aos rivais (234 km); 

6)  Fiat 500e - R$ 248.990 – Tem um novo trem de força composto pelo motor elétrico de 118 cv e 22,4 kgfm de torque que garante autonomia de 320 km com uma carga na cidade; 

7)  JAC e-JS4 - R$ 264.900 - A nova aposta da JAC (tem potencial para ser o veículo elétrico mais vendido da marca por aqui); se beneficia da parceria JAC-Volkswagen e com eficiência energética é boa e a autonomia é de 400 km em condições reais; 

8) Peugeot 208 e-GT - R$ 269.990 – É o primeiro carro elétrico da Peugeot à venda no país e com autonomia de 340 km com uma carga; 

9) Nissan Leaf - R$ 287.300 - O Nissan Leaf é uma espécie de 'veterano' entre os carros elétricos, considerando que a primeira geração do modelo estreou globalmente em 2010. A versão atual tem autonomia de 385 km com uma carga e bom desempenho considerando a média dos carros elétricos mais acessíveis que estão no mercado. O carro é equipado com uma bateria que tem validade de 160.000 km rodados e 8 anos de garantia, devendo ser trocada somente após ultrapassar a quilometragem indicada. 

Vide mais detalhes e algumas fotos em:  https://insideevs.uol.com.br/news/558473/carros-eletricos-mais-baratos-2022/ 

Ainda para 2022, espera-se a chegada no Brasil do Chery eQ1: sub-compacto elétrico (CAOA/CHERY) com carroceria feita em alumínio. Na China ele é produzido e vendido pelo nome de 'little ant' (formiguinha). O trem de força é composto pelo motor elétrico de 55 kWh (75 cv) de potência e 15 kgfm de torque máximo, suficiente para que o carrinho acelere de 0 a 50 km/h em apenas 6 segundos - a velocidade máxima é limitada a 120 km/h e a autonomia é de 402 km com uma carga pelo ciclo (NEDC). Para recarregar de 0 a 80% da bateria são necessários 30 minutos. Para a CAOA, considerando a configuração escolhida e proposta, os preços devem ficar entre R$ 120.000 e R$ 150.000, brigando com o JAC e-JS1, que custa R$ 159.900 e atualmente é o carro elétrico mais barato à venda no país.

No Brasil, estima-se que o primeiro carro elétrico nacional será paranaense e fabricado pela empresa KERS e com preço de venda estimado em baixos, pra este caso e tipo, de R$ 95,0 mil. Ele foi concebido para uso apenas urbano e terá 03 rodas e apenas 02 lugares e não tem intenção de competir com modelos de grandes montadoras. O carro será produzido em aço estampado; contará com sistema de direção semiautônoma e bateria com autonomia de até 200 km/por carga de 8 horas, ficando a bateria no capô dianteiro, mas planeja-se uma nova versão com um segundo conjunto de baterias sob os bancos, o que dobrarão os números. O veículo pode atingir até 100 km/h e com redução de até 80% com os gastos de abastecimento e manutenção. Vide mais dados em: https://www.bemparana.com.br/noticia/primeiro-carro-eletrico-100-brasileiro-sera-paranaense#.Yd2qwv7MLDc 

11) Vantagens e Desvantagens dos Usos de Veículos Eletrificados Internamente por Células de Hidrogênio e Principais Marcas Movidas por Hidrogênio já à Venda, mas Ainda Muito Caras e de Difíceis Abastecimentos -   

“O Hidrogênio veicular também “pode ser obtido por eletrolise da própria água, que é abundante, e 01 kg de água seria capaz de fornecer 111 g de Hidrogênio gasoso, o que dá por combustão a mesma energia que 0,4 litro de gasolina ou 0,63 litro de álcool anidro”. Tudo somado, esse poderia parecer um excelente negócio, mas o consumo de energia elétrica para tanto mais o desgaste do motor e de outras peças por corrosão e outros conteúdos finais nocivos é muito elevado e a quase tudo inviabilizam. “

“Assim, outra via para produzir o Hidrogênio é pela eletrolise da água, mas, na pratica, isto gasta muita energia e corrói muito e rápido e tanto o motor, como as necessárias baterias. Esta tecnologia é muito divulgada para uso popular nos chamados “veículos a base d’agua”, em que a corrente elétrica da bateria é injetada em recipiente com água e/ou etanol e o H2 liberado é queimado imediatamente”.

“Por outro lado, os custos de fabricação dos veículos reais a H2 nos seus diversos tipos e fontes (movidos mais pelas células de H2 acima bem analisadas) ainda são muito elevados, em função da tal célula de combustível mais do tal reformador de etanol + água como previsto no Brasil”.

“Isso significa que, por mais que esses veículos sejam movidos a Hidrogênio, o seu motor depende diretamente de eletricidade, da mesma forma como acontece com os já conhecidos automóveis elétricos. Desse modo, é possível dizer que esses carros mesclam duas tecnologias distintas para formar um veículo ambientalmente correto e com uma excelente autonomia. Nos carros elétricos recarregáveis em tomadas externas, essa eletricidade é guardada através das baterias de lítio ou similares, enquanto que nos veículos movidos a células de Hidrogênio internas para gerar eletricidade interna, o armazenamento é feito em tanques específicos capazes de aguentar temperaturas baixíssimas do Hidrogênio em altíssima pressão (700 bar) e que podem chegar e estocar em geladíssimos -36º C”, mas que precisam estar em super geladíssimos -236º C para liquefazer e estocar o H2 gasoso inicial, lembrando que em ambas situações se consome muita energia elétrica”.

“Atualmente, boa parte das grandes fabricantes dos veículos a Hidrogênio (como Honda, Mercedes-Benz, Toyota e Hyundai) já concordam que as células de combustível de Hidrogénio poderiam desempenhar um papel importante, mas no setor dos transportes pesados e até já consideram que nos automóveis de passageiros a tecnologia dominante será a das baterias”. Vide em:https://pplware.sapo.pt/motores/hyundai-suspende-o-desenvolvimento-de-carros-a-celulas-de-combustivel-de-hidrogenio/ “.

“Os modelos mais modernos de carros que utilizam o Hidrogênio já estão apresentando uma autonomia de aproximadamente 600 km até que precisem ser reabastecidos. Em geral, um veículo com sua célula de hidrogênio (“h2 fuel cell”) consegue rodar 85 km/01 kg H2, mas já se chegou a 120 km/01 kg H2, desde que com as 99% de pureza necessárias (assim, são também muitos sujeitos as futuras fraudes, como no etanol e na gasolina atuais)”.

“Em geral, os veículos elétricos acionados por H2 armazenam apenas 5 kg de h2 já liquido (custo por cerca de 50 euros/tanque) em tanques com fibra de carbono, o que permite rodar, no mínimo, 430 km, até porque são veículos muito mais leves do que os elétricos atuais, pois além de não terem motor, caixa de marcha, diferenciais etc.., não têm as grandes baterias dos elétricos ligados nas tomadas externas (apenas uma pequena para as comodidades internas)”.

Recente, surpreendendo muito o Mundo automotivo e energético, uma empresa alemã anunciou o desenvolvimento de um carro elétrico abastecido por H2 para células de combustível para gerar apenas 8,5 Kw e com 2 lugares, parecendo um sanduiche, pesando um total de apenas 450 kg (90 kg de chassi) e alcançando velocidade de até 120 km/hora. Contudo, mesmo podendo rodar por até 450 km com o H2 de um tanque com apenas 1,6 kg, o seu preço final será muito alto e de EU $ 15 mil e com vida útil curta de 10 anos. Vide mais em: https://clickpetroleoegas.com.br/carro-a-hidrogenio-de-baixo-custo-faz-400-km-com-um-unico-tanque/ .

“Agora em dezembro/2021, a Peugeot entregou o seu e-EXPERT Hydrogen, o primeiro veículo da marca movido a Hidrogênio. Esta nova proposta, contudo, apresenta um sistema hibrido elétrico de célula de combustível de Hidrogênio geradora interna combinada/somada com uma bateria de 10,5 kWh recarregável externamente e que ajuda a alimentar o motor elétrico interno. A recarga com H2 se dá em apenas 3 minutos, o que permite autonomia máxima de até 400 km e com velocidade máxima de 130 km/hora. O e-EXPERT Hydrogen está disponível em dois comprimentos, padrão e longo. Ambas as variantes partilham um volume idêntico à carga das variantes diesel e gasolina, com até 6,1 m3 de capacidade interna. Com carga útil máxima de até 1.000 kg e capacidade de reboque de 1.000 kg, o e-EXPERT Hydrogen é uma solução prática e com emissão zero para uma ampla variedade de empresas e frotas.” Vide mais detalhes em: https://pplware.sapo.pt/motores/peugeot-entregou-o-e-expert-hydrogen-o-primeiro-veiculo-da-marca-movido-a-hidrogenio/.”

“Dentre as principais vantagens, no diagnóstico abaixo da Seguradora Mapfre, dos usos de veículos elétricos com células de H2, temos:

1. “Não há emissões de poluentes - Em um mundo onde a consciência ambiental é crescente, o fato de os veículos movidos a Hidrogênio não emitirem poluentes na atmosfera é, sem dúvidas, uma de suas maiores vantagens. Porém, vale destacar que mesmo que esse tipo de automóvel não gere poluentes, alguns dos processos utilizados para obter o Hidrogênio fazem uso de outras energias, o que acaba gerando alguma poluição”. “De qualquer forma, em alguns países, como é o caso da Espanha, esses automóveis já estão sendo classificados como “veículos verdes”, o que permite certos benefícios aos proprietários desses carros, como acessar e estacionar em zonas que são restritas a outros modelos de veículos. Com o passar dos anos, essa tendência deverá chegar a vários outros países”;

2) “Reabastecimento ágil e fácil –   Outra vantagem importante é a agilidade com que é feito o abastecimento desses veículos, de forma muito mais eficaz do que a que ocorre com os automóveis elétricos, por exemplo. Em cerca de 05 minutos, eles já ficam completamente carregados, sendo um processo apenas um pouco mais demorado do que os carros movidos a gasolina, que são reabastecidos em cerca de 02 minutos”;

3) Ótima autonomia – “A questão da autonomia é outro diferencial que merece ser mencionado entre os automóveis movidos a Hidrogênio celular interno e aqueles de origem elétrica na tomada. Os modelos mais modernos de carros que utilizam o Hidrogênio já estão apresentando uma autonomia de aproximadamente 600 km até que precisem ser reabastecidos. Além disso, a expectativa é de que essa autonomia continue sendo aprimorada e alcance números ainda melhores em um futuro próximo”.

 As principais desvantagens ou dificuldades elencadas, no diagnóstico abaixo da Seguradora Mapfre, são:

1) “Há limitações na rede de abastecimento – Uma das maiores desvantagens de quem pretende adquirir um veículo movido a Hidrogênio atualmente é a falta de uma rede ampla de abastecimento. O cenário atual em grande parte do planeta é de escassez de estações dedicadas ao abastecimento de Hidrogênio. Há indícios de que isso possa vir a mudar nos próximos anos, mas nos dias de hoje esse é um problema indiscutível para os condutores”;

2) “Ainda difícil é um pouco perigoso o armazenamento do Hidrogênio – Outra questão inconveniente é o que diz respeito a segurança do automóvel. Apesar das marcas terem se esforçado em desenvolver uma tecnologia de ponta para os carros movidos a Hidrogênio já têm tanques modernos em fibra de carbono e já aptos para evitar vazamentos, ainda assim trata-se de um gás inflamável. Os tanques de Hidrogênio possuem atualmente uma vida útil de 15 anos, estabelecida por Lei, o que acaba implicando num período de tempo útil menor do próprio automóvel”;

3) “Elevadíssima pressão necessária no transporte, reabastecimento rápido e estocagem interna e externa do H2 de qualquer tipo e fonte – é necessário ultra pressionar o H2 gasoso em até 700 bar e já com até -36º C” (super gelado). Outra via seria liquefazê-lo, mas isto exigiria rebaixá-lo ainda mais para a temperatura de -236º C (quase igual a do Nitrogênio líquido engarrafado), lembrando que em ambas situações se consome muita energia elétrica para tanto (vide relato anterior com outra alternativa em R&D intensivos no DEZY da Alemanha);

4) Ainda elevado peso das células de combustível - e que ainda ocupam grande espaço como nos antigos motores”;

5) “Exigência de uma bateria de lítio auxiliar do processo - mais para usos internos e com, pelo menos, 9,3 kwh utilizáveis (dos 13,8 kwh estocáveis)”;

6) “Motor elétrico exigido com alta potência e com necessária alta carga - Em geral, usam-se motores elétricos de 200 CV e com carga elétrica demandada de até 147 KW, tudo para tracionar as rodas traseiras”.

Vide mais dados públicos no excelente site https://www.mapfre.com.br/para-voce/seguro-auto/artigos/vantagens-e-desvantagens-dos-carros-movidos-a-hidrogenio/  

12) O já visível e elevado desespero demonstrado por algumas das grandes empresas fabricantes atuais de veículos tradicionais (movidos a derivados de petróleo ou a etanol ou a biodiesel), diante dos novos veículos elétricos ligados nas tomadas externas ou acionados por células de hidrogênio interna e/ou por etanol + água internos - 

Numa analise bem fria e oportuna, sabe-se que o Mundo estará mudando claramente nos próximos 30-50 anos da matriz de petróleo e outras energias sujas para a matriz elétrica (já bem mais limpa e renovável e um pouco sustentável) e, ainda não, para a matriz hidrogenica plena, mesmo sendo mais para usos em veículos elétricos. Tão cedo, o Mundo poderá prescindir das energias elétricas de suas diversas fontes.

Como já bem descrevi aqui em outros artigos recentes, parece que já há - e até já se comprova - um verdadeiro pandemônio mundial e até já um certo desespero com seu futuro econômico de cada um dos participantes das grandes cadeias participantes dos veículos tradicionais mais dos seus investidores idem em papeis de fontes sujas e de suas bolsas e, sobretudo, das empresas grandes e medias produtoras de energias sujas e nunca sustentáveis (derivados de petróleo, xisto, gás natural, carvão etc..) mais das, até, um pouco limpas e até renováveis, mas, também, não sustentáveis (etanol de cana, etanol de milho, biodiesel de oleaginosas e de palmas etc..).

Todas as empresas e até Governos já concordam e até reconhecem que a era do petróleo e de outras fontes sujas deve findar entre 30-50 anos próximos e que precisam se esforçarem ao máximo para se reconverterem a tempo - e de forma a continuarem e novamente prosperarem -, o que, certamente, irá demandar muitos e muitos Us$ bilhões de recursos, daí talvez ser este – e não os feitos da COVID - o principal motivo das fortes elevações recentes e continuadas dos preços internacionais do petróleo, derivados e seus similares (inclusive dos renováveis acima), com todas tentando se capitalizarem ao máximo, e previamente, para um futuro difícil que há de vir, até próximo e progressivamente, certamente até matando muitos empresas e até Governos, menos gananciosos ou menos abutres, ou vice-versa (a depender da visão do leitor), mais idem de seus donos, CEO, dirigentes e acionistas e parte, ou toda, a cadeia envolvida, direta ou indiretamente.

No início deste dezembro/2021 já se podiam notar certos desesperos por parte das fabricantes tradicionais e que não se preparam devidamente para seus retrofits (reconversões rápidas) para Veículos Elétricos (EV -Ecletrical Vehicles”). O site Mobiauto confirmou tudo ao inserir um importante artigo do link a seguir e em que perguntava: “Por que o carro elétrico está assustando montadoras como Fiat, GM e VW (segundo eles, enquanto a Tesla e fabricantes chineses já nadavam de braçada nos elétricos, a “Stellantis” (grupo que reúne 15 marcas antes pertencentes a FCA e PSA, como Fiat, Jeep, Peugeot e Citroën) mais a GM e a VW expunham suas dificuldades das fabricantes tradicionais no processo de eletrificação e dizia que os custos (dos retrofits necessários e urgentes) poderiam ser insustentáveis. Vide em  https://www.mobiauto.com.br/revista/por-que-o-carro-eletrico-esta-assustando-montadoras-como-fiat-gm-e-vw/1442 .

Ocorre que, mesmo sabendo - embora ainda não acreditando – há uns 10 anos que a era do petróleo vai acabar em mais 30-50 anos por exigências dos compradores finais, ambientalistas e Governos (também obrigados a isto), eles não acreditaram, apostarem errado e agora chegam ao ponto de ameaçarem, o que será ruim para todos e com fortes e sequentes reduções das fabricações de carros novos tradicionais e de suas peças. Também, as indústrias e empresas de aquecimentos industriais e residenciais mais as de combustíveis sujos/apenas renováveis (etanol, biodiesel, redes e postos de gasolina, termoelétricas, biogás de biodigestores e de aterros sanitários etc..) já estão com seus dias contados. Daí, proximamente, também começarão seus desesperos e coletivos e até querendo que o povo e Governos banquem seus prejuízos e ineficácias.

“Ao meu humilde ver, apenas as fortes expansões sucessivas e previstas da internet complementadas nas formas de “home delivery” mais dos “home office” mais nas formas de transportes dos “Evtol” - vide a seguir - já representam certas ameaças para os futuros EV (“elétric vehicles”) ligados na tomada ou com células internas de hidrogênio para geração elétrica embarcada”.

Pior é que, recente, apresentaram-se outros diagnósticos que preveem bem menos tempo do que os 30-50 anos para substituição em grande escala do petróleo por energias limpas, sendo que, para o setor automobilístico tradicional ainda não-reconvertido, essa previsão de mortes/decadências passou a ser de no máximo 10-15 anos.

Também, os preços dos carros elétricos e dos a hidrogênio devem reduzir aos poucos e idem de suas fontes, combustíveis ou não (desde que realmente sustentáveis e por exigências máximas dos consumidores/compradores finais e nem tanto dos Governos e Empresários), tudo bem ao contrário das previstas,  progressivas e continuadas elevações dos preços dos derivados de petróleo, gás natural e carvão mais dos combustíveis, ditos como limpos/renováveis (nunca sustentáveis), como o etanol e o biodiesel etc.., pois para fazer muito mais caixa (sem gastarem investimentos de sócios/acionistas ou seus capitais nem recursos próprios) para suas reconversões imediatas e necessárias, as grandes destes setores “Petroflex” bem possivelmente se fundirão, idem se oligopolização e, possivelmente, até se cartelizarão quando e se necessário - espertamente - de algumas formas (vez que os Governos mundiais pouco fiscalizam ou têm poderes reais ou mesmo interesses para as impedirem e possivelmente aos seus gigantes e riquíssimos lobbies),  tudo para subirem artificialmente (ou tentarem), cada vez mais, seus preços aos consumidores em Us$ do petróleo mais de seus derivados mais dos combustíveis flex acima (como já ocorre, até agora ainda se culpando somente a epidemia de COVID) e isto mesmo numa situação clara e progressiva de fortes quedas futuras das suas demandas.

Adicionalmente, no Brasil, a indústria sucro-alcooleira tenta de todas as formas, espertamente e SMJ, ligar suas produções de etanol como uma boa futura fonte, até principal (com o pomposo nome de “Hidrogênio Verde”), para a produção mundial ou latina de hidrogênio barato para os usos acima, “o que pode não ser verdade e até não se concretizar”, pois, com a globalização intensiva mais com a internet imediata, ampla e até em 5 G, já se sabe que podem haver outras fontes, já prontas ou em finalizações, com melhores benefícios/custos e até com o hidrogênio bem mais barato e mais efetivo (maiores produções com baixos custos) como veremos a seguir, de forma ainda pouco comparativa, pois, se tratam de assuntos e de tecnologias recentes e ainda poucos debatidas e analisadas, devida e conjuntamente, embora já com muitos chutes internos.

Aliás, até como certas provas contrárias (ao meu ver exageradas e intencionais, mas de conhecimentos necessários), muitos até já criticam as produções e usos mundiais de etanol e do biodiesel, das fontes acima e com diversos tipos e formulas, como nada sustentáveis (suas terras, deveriam estar produzindo grãos e outros alimentos fundamentais) e até por já terem um certo balanço negativo mínimo em alguns países, exceto no Brasil obviamente, mais de até -16% na usinas altamente subsidiadas e processadoras de biomassas da Holanda (onde a biomassa gera 50% da energia apenas renovável + 23% da eólica + 14% pela solar -  vide abaixo) no caso da muito chamada, internacionalmente, de “pegada de carbono” (“the carbon or the C02 footprints”), sem entrar nos méritos.

Ocorre que, mesmo reduzindo a liberação de carbono pelos veículos (não-emissões) mais pelas elevadas capturas = sequestros, quando da fotossíntese das plantas fontes em crescimento, na soma dos cultivos e dos processamentos, tais combustíveis (etanol ou biodiesel) já poderiam estar produzindo mais do que sequestrando/não emitindo (tenho dúvidas). Realmente, pela ordem, eles também produzem muito carbono, seja pelos desmatamentos iniciais necessários (penso que aqui ocorre o chamado bom efeito substituição de arvores adultas e/ou mortas com carbono estocados por canas ou oleaginosas, sendo que estas últimas sequestram muito mais C02) mais, sobretudo, pelas queimas dos anuais bagaços  de canas e de outros itens (na verdade, uma incineração imediata, gigante e aberta, bem ao contrário da possível geração futura, bem mais moderna, via suas singaseificações tb. Rápidas, mas em maquinas fechadas) dos milhões de t./ano somente dos bagaços (possíveis até 174,0 milhões de toneladas/ano no Brasil, mas numa safra de cana total de 622,0 milhões de t. em 2020) nas tais cogerações elétricas mais seus usos nas muitas maquinas utilizadas nos cultivos e nos transportes até o veículo do consumidor final. Assim, os maiores ganhos ambientais finais, segundo alguns, estariam mais nas elevadas substituições do chumbo e de outros componentes, antes utilizados como elementos carburantes dos combustíveis puros e antigos como a gasolina e o diesel.

Afinal, uma típica usina de etanol que produza 189 milhões de litros de etanol por ano (50 milhões de galões) também expelirá cerca de 150.000 toneladas métricas de CO2 por ano.

Vide mais acerca - “A queima de biomassa em usinas de energia aumenta as emissões de dióxido de carbono em 16%” - em https://www.dutchnews.nl/news/2021/12/burning-biomass-in-power-plants-pushes-up-carbon-dioxide-emissions-16/ .

Aliás, meu artigo acerca sobre hidrogênio ainda de 17/03/2020, já se tornou o mais lido até hoje neste mesmo site. Vide em : https://www.agrolink.com.br/colunistas/hidrogenio-e-celulas-de-hidrogenio-ja-sao-o-futuro-da-energia-barata-e-sustentavel_431501.html .

Acredita-se hoje que somente os esperados intensivos usos dos veículos eletrificados, internamente, pelo hidrogênio celular terão capacidade para reduzir em média 20% (entre 15% e 25%) as emissões de Co2 até 2050, segundo a Consultoria McKinsey (isto, fora a forte redução também esperada pelos usos também intensivos dos veículos elétricos a recarregarem em tomadas). Vejam que nem o etanol nem o biodiesel conseguiram ou conseguirão tantas reduções, pelo contrário, há muitos que insistem hoje que a pegada de carbono deles é ‘zero”, pois se reduzem um pouco o Co2 por um lado, por outro produzem muito Co2 por diversas formas, sobretudo pela queima dos bagaços nas cogerações.

Ocorre que tais empresas veiculares tradicionais, mesmo sabendo - embora ainda não acreditando – há uns 10 anos que a era do petróleo vai acabar em mais 30-50 anos, por exigências dos compradores finais, ambientalistas e Governos (também obrigados a isto), eles parecem que, possivelmente, apostaram muito errado e agora chegam ao ponto de, possivelmente, até ameaçarem outros setores/governos/consumidores ou até partirem para desesperos/tentativas de retaliações contra as novas Empresas fabricantes elétricas/hidrogênio, o que será ruim para todos, inclusive com fortes e sequentes reduções das fabricações de carros novos tradicionais e, possivelmente, também de suas peças (com tudo, encarecendo muito como reserva de valor e/ou para capitaliza-las para tentarem tais “retrofits”, não com recursos próprios ou de seus investidores/acionistas tradicionais, mas provindos bem mais dos seus próximos consumidores/compradores finais). 

Também, parece-me que as indústrias e empresas de aquecimentos industriais e residenciais mais as de combustíveis sujos e/ou apenas renováveis (etanol, biodiesel) mais, possivelmente, as redes de postos de gasolina, termelétricas, biogás de biodigestores e de aterros sanitários etc. já estão a maioria com seus dias contados, como muitos citam, se não reconverteram a tempo e se continuarem teimando/esperando por milagres que não virão mais (tentando ou esquecendo-se que veículos elétricos/hidrogenados se tratam de movimentos mundiais amplos e coordenados/somados/sinérgicos/exigentes/progressivos/continuados mais pelo futuro e pelas causas ambientais/energéticas, ou seja, por e de consumidores e de suas famílias, inclusive com seus lados ambientalistas/protetores/futuristas - e não apenas por e de Governos e/ou por e de algumas empresas sonhadoras-ousadas/bolsas/geográficos etc..).

Daí, proximamente, também poderão começar seus desesperos coletivos e até querendo que o Povo e os Governos banquem seus possíveis prejuízos e ineficiências teimosas (possíveis CEO, CTO, Dirigentes e até Consultores externos - todos excepcionalmente bem pagos e até muito bem premiados, mesmo que, com talvez ineficácias históricas possivelmente até bem acobertadas e até nos balanços corporativos e balanços sociais -, mas que somente falam e fazem o óbvio que as empresas e/ou seus grupos/donos desejam ouvir e não o que falam ou precisam ou clamam seus acionistas/consumidores/compradores/ombudsman/operários históricos e realmente dedicados e muito conhecedores etc... Afinal não é esta a síntese do autêntico capitalismo selvagem/abutre?). 

Na prática, apenas as fortes expansões sucessivas e previstas da internet mais dos “home delivery”, do “home office” e dos EVTOL voadores elétricos (“Electric Vertical Takeoff and Landing “= “Veículos Elétricos de Decolagem e Pouso Vertical”) poderão representar certas ameaças para os futuros EV de solos (“electric vehicles”). Até o atacado mais o varejo mundial – de qualquer porte e produto – também muito penarão com tais novos conceitos veiculares e produtores energéticos. Entretanto, a maioria terá que ser totalmente sustentável, pois há muitas correntes internas - inclusive de consumidores finais – que não aceitarão usar apenas as fontes limpas e apenas renováveis para produzir-se energia elétrica - externa ou interna - em tais novos veículos elétricos ou para outros usos.

Pior é que, recente, apresentaram-se outros diagnósticos especializados que previram bem menos tempo do que os 30 - 50 anos para substituição em grande escala dos derivados de petróleo, GN, carvão e seus flex por energias limpas (ainda nem todas realmente sustentáveis, como sendo a maior exigência para se produzir e utilizar o tal Hidrogênio Verde H2V e que não aceitará apenas as fontes limpas e renováveis, como insistem a maioria dos fabricantes para gerar muita energia elétrica exigida para as eletrolises da agua). Atualmente, para o setor automobilístico tradicional ainda não-reconvertido, essa previsão de possíveis mortes/decadências, recente, passou a ser de no máximo mais 10 - 15 anos.

Pessoalmente, entretanto, não entendo nem concebo a lógica de utilizar-se energia elétrica – isolada ou hibrida – barata e somente para se produzir hidrogênio, sabidamente com transporte dificílimo, caro e perigoso, para se produzir com tal H2 em células, a necessária energia elétrica interna para usos em veículos elétricos. Porque não jogar tais energias – a serem tão baratas como propõem ou pedem - nas redes elétricas, já prontas, já pagas e até com tendencias de quedas dos custos com transmissões, distribuições finais para recarregarem tais veículos diretamente em tomadas externas? Haveria total e real desinteresse das redes e empresas elétricas atuais nestas coletas, transmissões e entregas finais? Porque estas nada falam ou nada propõem ou sequer se defendem ou participam, mesmo que minimamente, dos debates acerca? Porque estas querem ficar sempre nos mesmismos atuais e sequer também se preocupam com seus “retrofits” geradores/compradores?

“Alguém consegue me bem explicar isto e/ou a base socioeconômica e ambiental disto?”

 Também, os preços dos carros elétricos e dos a hidrogênio devem reduzir aos poucos e, como descrito, idem de suas fontes, combustíveis ou não (desde que sejam realmente sustentáveis e por exigências máximas dos consumidores/compradores finais e nem tanto dos Governos e dos Empresários).

Tudo pode acontecer, além das atuais mais das previstas, progressivas e contínuas elevações previstas dos preços dos derivados de petróleo, gás natural e carvão mais dos combustíveis, ditos como limpos/renováveis (nunca sustentáveis), como o etanol e o biodiesel etc., tudo de forma a se capitalizarem, também rápida e espertamente, apenas ou mais com recursos dos consumidores/compradores finais.

Ocorre que, para fazer muito mais caixa (sem gastarem investimentos de sócios/acionistas ou seus capitais nem recursos próprios) para suas reconversões imediatas e necessárias, as grandes destes setores “Petroflex” bem possivelmente se fundirão, idem se oligopolizarão e, possivelmente, até se cartelizarão, quando e se necessário for - espertamente - de algumas formas (vez que os Governos mundiais pouco fiscalizam, resistem ou têm poderes reais, ou mesmo interesses, para as impedirem e possivelmente aos seus gigantes e riquíssimos lobbies; e todas elas sabem disso e os conduzem muito bem),  tudo para subirem ainda mais artificialmente (ou tentarem), cada vez mais, seus preços em Us$ do petróleo mais de seus derivados mais dos combustíveis flex acima (como já ocorre, até agora ainda se culpando somente a epidemia de COVID) e isto mesmo numa situação clara e progressiva de fortes quedas futuras das suas demandas.

“Alguém consegue me bem explicar isto e/ou a base socioeconômica e ambiental disto?”

Fim

Grato pela leitura

Para mais detalhes, caso realmente necessários, contates-me apenas  pelo [email protected].