Direito Ambiental
“As purpurinas ganhando cada vez mais espaço. O próximo será o “rainbow hydrogen”… Sempre que ouço a expressão hidrogênio verde, imediatamente associo à ideia de glitter verde pairando no ar… é surreal!” (Engª Nádia Paterno)
Por Enio Fonseca e Decio Michellis Jr.
O Hidrogênio
O hidrogênio é o elemento químico com símbolo H e número atômico 1, sendo o elemento mais leve encontrado. Em geral o hidrogênio é um gás de moléculas diatômicas com a fórmula H2. É incolor, inodoro, insípido, não tóxico e altamente combustível. Ele é a substância química mais abundante no universo, constituindo aproximadamente 75% de toda a matéria normal em massa e mais de 90% em número de átomos.
O hidrogênio tem uma alta densidade de energia por peso, mas tem uma baixa densidade de energia por volume. Mesmo quando altamente comprimido, armazenado em sólidos ou liquefeito, a densidade de energia em volume é apenas 1/4 da gasolina, embora a densidade de energia em peso seja aproximadamente três vezes maior que a da gasolina ou do gás natural.
Estrelas como o Sol são compostas principalmente de hidrogênio no estado de plasma que através da fusão nuclear se transforma em hélio. O Sol irradia essa energia principalmente como radiação luminosa, ultravioleta e infravermelha, e é a fonte de energia mais importante para a vida na Terra. Energia solar na verdade seria energia nuclear produzida a uma distância segura.
A maior parte do hidrogênio na Terra existe em formas moleculares, ele forma compostos com a maioria dos elementos, como água e compostos orgânicos (base da vida na terra).
O Arco-íris do Hidrogênio
O hidrogênio pode ser obtido a partir de diversas matérias-primas e, também, de ocorrências naturais, através de variadas rotas tecnológicas. A Figura abaixo ilustra, simplificadamente, estas rotas desde a produção até o uso do hidrogênio.
Um arco-íris é um fenômeno óptico e meteorológico que separa a luz do sol em seu espectro contínuo quando o sol brilha sobre gotículas de água suspensas no ar. O arco-íris não existe realmente em um local do céu, mas é uma ilusão de óptica cuja posição aparente depende da posição do observador. Toda gotícula suspensa no ar refrata e reflete a luz do sol da mesma forma, mas somente a luz de algumas delas chega até o olho do observador. Assim como nunca se pode chegar ao fim do arco-íris, pois, para que ele exista, é necessário estar entre 40 e 42 graus do observador. Se este ângulo de visão for maior que 42 graus ou menor que 40, o arco-íris deixar de existir para esta pessoa.
O hidrogênio é frequentemente referido por várias cores para indicar sua origem. Algumas fontes de produção têm mais de um rótulo. Embora o uso de códigos de cores não seja padronizado, também não é completamente arbitrário.
- Amarelo: hidrogênio de baixo nível em energias solares via fotovoltaica
- Azul: Produzido por reforma a vapor do gás natural (eventualmente, também de outros combustíveis fósseis), com CCUS – Carbon capture, utilisation and storage – com captura e armazenamento de carbono
- Branco: Produzido por extração de hidrogênio natural ou geológico que ocorre naturalmente
- Cinza: hidrocarbonetos fósseis, principalmente reforma a vapor de gás natural sem CCUS
- Marrom: Produzido por gaseificação do carvão mineral (hulha), sem CCUS
- Musgo: Produzido por reformas catalíticas, gaseificação de plásticos residuais ou biodigestão anaeróbica de biomassa ou biocombustíveis, com ou sem CCUS
- Preto: Produzido por gaseificação do carvão mineral (antracito), sem CCUS, que possui uma das maiores emissões de gases de efeito estufa por tonelada de hidrogênio produzido.
- Ouro: hidrogênio que ocorre naturalmente nas profundezas da crosta terrestre obtido pela mineração
- Rosa: hidrogênio produzido a partir da energia nuclear via eletrólise. Às vezes é visto como um subconjunto do hidrogênio verde
- Roxo ou rosa ou vermelho: armazenamentos de hidrogênio; energia nuclear sem eletrólise.
- Turquesa: Produzido por pirólise do metano, sem gerar CO2
- Verde: energia renovável (fontes verdes, como energia solar, eólica e hidrelétrica) e eletricidade por eletrólise da água. Inclui usar gás de aterro para produzir hidrogênio em um reformador a vapor.
O hidrogênio tem uma das mais amplas faixas de mistura de explosivos/ignição com o ar de todos os gases. Isso significa que qualquer que seja a proporção da mistura entre ar e hidrogênio, quando inflamado em um espaço fechado, um vazamento de hidrogênio provavelmente levará a uma explosão, não a uma mera chama. Isso torna o uso de hidrogênio particularmente perigoso em áreas fechadas, como túneis ou estacionamentos subterrâneos. As chamas de hidrogênio-oxigênio puro queimam na faixa de cores ultravioleta e são quase invisíveis a olho nu, portanto, um detector de chamas é necessário para detectar se um vazamento de hidrogênio está queimando. Como o gás natural, o hidrogênio é inodoro e vazamentos não podem ser detectados pelo cheiro. Esta é a razão pela qual o produto químico odorante é injetado no gás natural para liberar o odor de ovo podre.
O material padrão para manter o hidrogênio pressurizado em reboques tubulares é o aço. Poucos materiais são adequados para tanques, pois o hidrogênio, sendo uma molécula pequena, tende a se difundir através de muitos materiais poliméricos. O armazenamento de hidrogênio mais comum nos veículos é o hidrogênio à pressão de 700 bar = 70 MPa. O custo de energia para comprimir o hidrogênio a essa pressão é significativo.
Também pode ser usado hidrogênio líquido de densidade de energia volumétrica mais alta. No entanto, o hidrogênio líquido é criogênico e ferve a –252,882 °C. O armazenamento criogênico reduz o peso, mas requer grandes energias de liquefação. O processo de liquefação, envolvendo etapas de pressurização e resfriamento, consome muita energia (40% da energia do hidrogênio deve ser gasta para liquefazê-lo).
A economia de hidrogênio
O hidrogênio puro não ocorre naturalmente na Terra em grandes quantidades. Geralmente requer uma entrada de energia primária a ser produzida em escala industrial. O combustível de hidrogênio pode ser produzido nas formas mostradas na figura apresentada anteriormente.
O hidrogênio é usado principalmente como matéria-prima industrial, principalmente para a produção de amônia e metanol e no refino de petróleo.
A produção industrial de cloro e soda cáustica por eletrólise gera uma quantidade considerável de hidrogênio como subproduto.
Mercado atual de hidrogênio (https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_economy):
“A produção global de hidrogênio foi avaliada em mais de US$ 120 bilhões e deve crescer mais de 5% ao ano até 2028.
Essa demanda de mercado geralmente é atendida pela pirólise de hidrocarbonetos para produzir o hidrogênio, o que resulta em emissões de CO 2.
A partir de 2019, a produção de fertilizantes e o refino de petróleo são os principais usos. Cerca de metade é usada no processo Haber para produzir amônia (NH3), que é então usada direta ou indiretamente como fertilizante. Como a população mundial e a agricultura intensiva usada para sustentá-la estão crescendo, a demanda de amônia está crescendo. A amônia pode ser usada como um método indireto mais seguro e fácil de transportar hidrogênio.
A outra metade da produção atual de hidrogênio é usada para converter fontes pesadas de petróleo em frações mais leves, adequadas para uso como combustível (diesel e gasolina entre outros). Este último processo é conhecido como hidrocraqueamento. O hidrocraqueamento representa uma área de crescimento ainda maior, uma vez que o aumento dos preços do petróleo incentiva as empresas petrolíferas a extrair materiais de origem mais pobres, como areias betuminosas e xisto betuminoso. As economias de escala inerentes ao refino de petróleo em larga escala e à fabricação de fertilizantes possibilitam a produção no local e o uso “cativo”. Quantidades menores de hidrogênio “comercial” também são fabricadas e entregues aos usuários finais.
Em 2020, quase (96%) toda a produção de hidrogênio foi proveniente de combustíveis fósseis.”
O Hidrogênio Verde
Há alguns anos, contudo, o hidrogênio começou a ser produzido a partir de energias renováveis, como solar e eólica, por meio de um processo chamado eletrólise.
A eletrólise usa uma corrente elétrica para dividir a água em hidrogênio e oxigênio em um dispositivo chamado eletrolisador.
O resultado é o chamado hidrogênio verde, que é 100% sustentável, mas muito mais caro de se produzir do que o hidrogênio tradicional. Aqui temos um paradoxo: se é mais caro, não pode ser considerado sustentável.
O hidrogênio verde tem sido considerado estratégia para uma grande opção para a transição energética nos países.
Quase 300 projetos de hidrogênio verde estão em construção ou foram iniciados em todo o mundo, mas a grande maioria são pequenas usinas de demonstração, de acordo com dados da Agência Internacional de Energia.
Somente a União Europeia (UE), se comprometeu em 220, a investir US$ 430 bilhões em hidrogênio verde até 2030.
Os Estados Unidos incluíram 5,2 bilhões de euros (US$ 5,5 bilhões) em subsídios para projetos de hidrogênio em 2022.
O mundo tem hoje no hidrogênio uma aposta para modificar a matriz energética. Este assunto é hoje um dos mais discutidos em fóruns de planejamento energético, de sustentabilidade, de investimentos e dos planos de ação de governos e empresas.
O uso do hidrogênio como fonte de energia não foi descoberto agora e no passado, ele não se consolidou como uma fonte segura e eficaz.
Não pretendemos esgotar o tema e faremos reflexões sobre diversos aspectos dessa fonte, considerada a “menina dos olhos da transição energética”.
O hidrogênio é um combustível mais limpo no consumo, pois uma célula a combustível, produz apenas água. Essas qualidades o tornam uma opção de combustível atraente para aplicações de transporte e geração de eletricidade. Ele pode ser usado em carros, em casas, como fonte de energia também em unidades industriais, dentre muitas outras aplicações.
De acordo com o site https://insideevs.uol.com.br/news/654347/hidrogenio-verde-2022-producao-investimento/, “no ano passado, a capacidade de produção de hidrogênio verde em todo o mundo ultrapassou 109 quilotons por ano (ktpa), registrando um crescimento de 44% em relação ao ano anterior de 2021, graças à criação de inúmeras parcerias (393 no total) entre os muitos fabricantes capazes de realizar eletrólise.
Em particular, as fusões e aquisições entre empresas atingiram um valor monetário de US$ 24,4 bilhões, marcando um aumento acima de 250% na comparação com 2021. Ao mesmo tempo, os valores dos acordos de financiamento de risco – investimentos – também cresceram de 595,23 milhões de dólares em 2021 para mais de 3 bilhões em 2022.”
De acordo com o estudo “Green Hydrogen Opportunity in Brazil” de autoria da consultoria estratégica alemã Roland Berger, que pode ser visualizado no site energética.https://umsoplaneta.globo.com/energia/noticia/2023/01/20/mercado-de-r-150-bilhoes-por-ano-brasil-pode-liderar-producao-mundial-de-hidrogenio-verde-aponta-estudo-internacional.ghtm “o consumo de hidrogênio no mundo terá de aumentar pelo menos seis vezes nos próximos 30 anos para que sejam alcançadas as metas globais de descarbonização, especialmente em usos industriais e mobilidade limpa. Sozinho, o consumo de hidrogênio verde (H2verde) – gerado por energia renovável ou por energia de baixo carbono – terá de passar das atuais 90 milhões de toneladas/ano para 527 milhões de toneladas/ano a partir de 2050, um mercado que o Brasil tem capacidade para liderar.”
Segundo a pesquisa, se o mundo cumprir os compromissos estabelecidos durante a COP21, realizada em 2015, quando foi assinado o Acordo de Paris, com objetivo de reduzir as emissões de gases de efeito estufa e minimizar os impactos do aquecimento global, a maior parte da energia consumida no planeta será originária do H2verde, o que implicará na formação de um mercado mundial estimado em mais de US$ 1 trilhão em venda direta da molécula ou derivados. O mercado brasileiro de H2verde poderá alcançar um valor anual da ordem de R$ 150 bilhões a partir de 2050, dos quais R$ 100 bilhões serão provenientes das exportações”, estima o estudo.
O documento conclui que “devido à exigência de capacidade extra, o estudo da Roland Berger prevê a oportunidade de o hidrogênio verde representar investimentos diretos no Brasil da ordem de R$ 600 bilhões nos próximos 25 anos. Esse aporte de recursos será necessário para que o país tenha capacidade de desenvolver eletrolisadores necessários para a produção de hidrogênio da ordem de 80 GW. Para que isso seja possível, a capacidade de energia deverá atingir 170 GW até 2050, o que representa a necessidade de o país dobrar a capacidade de sua matriz.”
De acordo com o estudo “Criando um mercado global de hidrogênio: Certificação para permitir o comércio”; ISBN: 978-92-9260-489-9, publicado em janeiro de 2023 pela Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA), “à medida que a demanda por hidrogênio renovável aumenta para atender à necessidade de descarbonização global, regiões com capacidade de produção limitada precisarão importar hidrogênio renovável.
O comércio será desenvolvido com regiões que possuem energia renovável abundante e potencial para exportar hidrogênio. O comércio internacional de hidrogênio exigirá, portanto, um sistema de certificação para identificar as várias formas de hidrogênio, suas pegadas de carbono associadas e outros critérios de sustentabilidade.”
O Canal Energia Renovável em 15 de fevereiro de 2023, publicou que “países da Europa realizaram um novo pedido para que o hidrogênio rosa, seja considerado uma fonte de energia renovável. Entre os países que exigem essa igualdade estão França, Bulgária, Romênia, Polônia, Eslovênia, Eslováquia, Croácia, Hungria e República Tcheca.
Segundo os nove países que utilizam energia nuclear, atrasos na difusão deste novo combustível de baixa emissão comprometeria o programa de descarbonização de toda a Europa ou sua expansão econômica”
O site https://epbr.com.br, num artigo intitulado Hidrogênio verde, mas nem tanto, alerte que a “produção de hidrogênio renovável sem requisito de adicionalidade pode levar ao consumo de eletricidade de fontes fósseis, informando que o Parlamento Europeu decidiu, na última em 14/9, pela flexibilização das regras de adicionalidade para produção do hidrogênio verde (H2V), que obrigava que toda eletricidade renovável utilizada para produção do energético viesse de fontes dedicadas. Agora, fica permitido aos produtores de H2V utilizarem eletricidade do grid, desde que ela seja verde, comprovada por meio de contratos de compra de energia (PPA) limpa, com saldo equivalente entre o PPA e compras de rede.”
O artigo informa ainda que “o governo dos Estados Unidos se comprometeu a subsidiar até US$ 3 por quilo de hidrogênio verde produzido, por meio da Lei de Redução da Inflação, e que a Comissão Europeia anunciou a criação de um Banco Europeu do Hidrogênio, que destinará 3 bilhões de euros para alcançar a meta de consumo de 20 milhões de toneladas de hidrogênio verde até 2030, prevista no RePower — programa de substituição do gás natural russo, esclarecendo ainda que das 20 milhões de toneladas de hidrogênio verde, 10 milhões virão da produção doméstica e outras 10 milhões de toneladas de importação”.
A Comissão Europeia definiu novas metas para a utilização do hidrogênio renovável e derivados, que deverão representar pelo menos 5,7% de todos os combustíveis até 2030, incluindo 1,2% no setor marítimo. Além disso, 50% da indústria deverá fazer a transição para o hidrogênio verde até 2030, chegando a 70% até 2035.
No Brasil diante dessa expectativa de maior demanda do uso de Hidrogênio, aumentou também o interesse de empresas brasileiras em investir nessa “nova commodity energética”, de acordo com a Associação Brasileira de Hidrogênio (ABH2), que informa que já temos 43 empresas associadas.
A Associação informa no site https://www.infomoney.com.br/negocios/o-que-e-hidrogenio-verde-e-como-o-brasil-pode-se-tornar-uma-potencia-nesse-setor/ que “dada a potência agrícola que é o país, há muita disponibilidade de biomassa de rejeito para produção de hidrogênio. O Brasil também tem locais onde é possível encontrar hidrogênio natural esperando para ser extraído”, e que a capacidade de geração instalada no país está em torno de 180 GW apenas com os projetos em análise, mas essa capacidade pode ser duplicada, podendo dar ao Brasil protagonismo no setor.
O artigo “Hidrogênio como combustível é promissor, mas produção traz desafios”, publicado no site https://www.uol.com.br/carros/noticias/reuters/2019/06/29/hidrogenio-como-combustivel-e-promissor-mas-producao-traz-desafios.htm?cmpid=copiaecola, afirma que “O hidrogênio nunca teve tanto interesse internacional, mesmo diante do impressionante progresso recente de outras tecnologias de energia de baixo carbono, como baterias e energias renováveis”, citando um relatório recente da IEA (Agência Internacional de Energia). O artigo afirma ainda que os políticos já se interessaram pelo hidrogênio antes — após os choques do petróleo dos anos 1970, preocupações com o clima na década de 1990 e preocupações com o pico do petróleo nos anos 2000. O interesse voltou a diminuir quando os preços do petróleo caíram e as políticas ambientais mudaram para outras tecnologias promissoras.
O documento pontua que “a produção mundial de hidrogênio puro é de cerca de 70 milhões de toneladas por ano, com outras 45 milhões de toneladas de hidrogênio produzidas como parte de uma mistura de gases, mas quase todo o hidrogênio atualmente em uso é gerado a partir da transformação a vapor do metano ou da gaseificação do carvão, processos intensivos em consumo de energia e que produzem quantidades prodigiosas de CO2 (dióxido de carbono). A produção de hidrogênio puro atualmente representa 6% do uso mundial de gás natural e 2% do uso mundial de carvão, este último principalmente na China, concluindo que “a atual produção é responsável por cerca de 830 milhões de toneladas de emissões de CO2 por ano, equivalentes às emissões combinadas da Indonésia e do Reino Unido.”
O Pote de Ouro
Reza a lenda que tem um pote de ouro no fim do Arco-íris. Na mitologia irlandesa, esse tesouro é um pote cheio de moedinhas de ouro maciço. Mas, na verdade, isso é apenas um símbolo. A frase um pote de ouro no final do arco-íris se tornou uma expressão idiomática para sonhos difíceis de realizar.
O termo Net Zero é cada vez mais usado para descrever um compromisso mais amplo e abrangente com a descarbonização e a ação climática. A Agência Internacional de Energia (AIE) publicou em maio de 2021, “Net Zero até 2050”, um estudo abrangente para demonstrar quais mudanças precisariam ser feitas para que o mundo alcançasse zero emissões líquidas de carbono até o ano de 2050. O status de carbono neutro se tornou uma obsessão mundial em descarbonizar a economia.
O hidrogênio verde, da eletrólise da água, é uma alternativa de armazenamento de energia para lidar com a intermitência de energia renovável conjuntamente com a hidroeletricidade de armazenamento bombeado e baterias.
Nenhum dos sistemas de certificação de hidrogênio existentes é adequado para o comércio transfronteiriço; lacunas em design, padrões e rótulos ecológicos, por exemplo, significam que os certificados fornecem informações insuficientes para permitir uma comparação justa entre fronteiras. Portanto, a padronização e harmonização, bem como o cálculo da pegada de gases de efeito estufa e critérios de enquadramento regulatório compatíveis, infraestrutura de qualidade confiável e uma cadeia de custódia transparente também são necessárias para criar confiança nos certificados de hidrogênio. Além de facilitar o comércio de hidrogênio, os certificados podem ajudar a incentivar o comércio de derivados de hidrogênio ou outras commodities verdes, como aço ou amônia.
O site https://www.edf.org/, Environmental Defense Fund afirma que o “hidrogênio é um gás propenso a vazamentos com um potente efeito de aquecimento próprio que é amplamente negligenciado. Se uma revolução de energia de hidrogênio ajudará o clima dependerá de como ele é produzido, gerenciado e usado”.
O artigo afirma que “para que o hidrogênio alcance os benefícios ambientais prometidos pelos defensores, são necessárias medidas para evitar que ele escape para a atmosfera e que a contabilidade científica padrão usada em tratados e requisitos de relatórios subestima sistematicamente os poderosos efeitos de aquecimento de curto prazo do hidrogênio, isso porque o hidrogênio não permanece muito tempo na atmosfera e seus efeitos de aquecimento desaparecem após cerca de duas décadas. Mas os impactos climáticos são quase sempre calculados ao longo de um período de 100 anos – mascarando os danos causados pelo hidrogênio escapado no curto prazo”.
Os pesquisadores a EDF afirmam que “aplicando a ciência atmosférica mais recente e medindo ao longo de um período de 20 anos para refletir melhor seu impacto no aquecimento de curto prazo, os cientistas climáticos da EDF calculam que o hidrogênio tem seis vezes mais poder de aquecimento do que geralmente é reconhecido hoje, e isso significa que será fundamental evitar que o hidrogênio escape”, e dizem que “feito de forma errada, o hidrogênio pode ser pior para o clima no curto prazo do que os combustíveis fósseis que pretende substituir, pois ele é um gás de efeito estufa indireto . Não retém calor, mas, por meio de uma série de reações químicas, aumenta a quantidade de gases de efeito estufa como o metano, que está acelerando a taxa de aquecimento global”.
O estudo conclui que “as emissões de hidrogênio podem ter até 60 vezes mais poder de aquecimento do que uma quantidade igual de CO 2, que é quatro vezes maior do que seu impacto em 100 anos, e de acordo com a pesquisa da EDF, se o hidrogênio tiver uma alta taxa de vazamento e for produzido a partir de gás natural com alta taxa de vazamento de metano, a substituição de combustíveis fósseis por hidrogênio pode aumentar o aquecimento por várias décadas.
Por outro lado, se for produzido usando energia renovável e água e as taxas de vazamento forem mínimas, a mudança para o hidrogênio quase eliminaria os impactos do aquecimento dos combustíveis fósseis”.
E finalmente o estudo da EDF conclui que “o valor do hidrogênio para lidar com a crise climática depende de onde ele é usado, como é produzido e se o vazamento é minimizado, alertando ainda que “se o hidrogênio for queimado diretamente em uma usina elétrica ou em uma caldeira doméstica, ele pode produzir óxidos de nitrogênio, poluentes atmosféricos que podem causar asma.”
A agência Reuters em seu site do dia 22/dez 22 afirma que “pelo menos quatro estudos publicados este ano dizem que o hidrogênio perde sua vantagem ambiental quando se infiltra na atmosfera. Dois cientistas disseram à Reuters que se 10% vazarem durante sua produção, transporte, armazenamento ou uso, os benefícios do uso de hidrogênio verde em vez de combustíveis fósseis seriam completamente eliminados, e que, no entanto, os governos estão avançando com apoio financeiro para a indústria.
E conclui afirmando que “cientistas e analistas dizem que, como as moléculas de hidrogênio são muito menores e mais leves que as do metano, elas são mais difíceis de conter. Embora não se espere que vazamentos potenciais de hidrogênio sejam em uma escala que possa inviabilizar todos os planos de hidrogênio verde, qualquer infiltração poderia corroer seus benefícios climáticos, dizem eles.”
O Engenheiro Samuel Furmari publicou em 21/11/2022, no site da Associação dos Engenheiros da Petrobrás, https://www.aepet.org.br/w3/index.php/conteudo-geral/item/8467-a-utopia-do-hidrogenio o artigo A utopia do hidrogênio, onde afirma que “o hidrogênio é um produto explosivo, cujo manuseamento exige cuidados muito especiais que só a indústria pode controlar, e de forma provocativa afirma que “o hidrogenio é uma molécula preciosa demais para ser desperdiçada onde os combustíveis fósseis e nucleares são suficientes para atender às crescentes necessidades de energia do mundo. É estranho querer queimá-lo como um gás natural comum quando quase 85% do hidrogênio do mundo é produzido a partir desse mesmo gás natural. A aberração atinge o seu auge: iríamos produzir hidrogênio a partir do gás natural para usá-lo onde já se podia usá-lo diretamente. Entenda quem puder”!
Em contrapartida, ele conclui que “é verdade que nossa sociedade moderna dependerá cada vez mais do hidrogênio, na sua forma industrial. Esta molécula é a base da química orgânica, mas especialmente da química industrial. Graças às suas características, o hidrogênio é fundamental para a eliminação da poluição, mas ainda mais, é a matéria-prima para a produção de fertilizantes, corretivos do solo essenciais para erradicar a fome no mundo.”
Custos
O hidrogênio verde custa entre US$ 2,50-6,80 por quilo e o hidrogênio turquesa US$ 1,40-2,40/kg ou o hidrogênio azul US$ 1,40-2,40/kg em comparação com o hidrogênio cinza com alto teor de carbono a US$ 1–1,80/kg.
Os principais problemas com uma economia de hidrogênio são os seguintes:
- Reunir na mesma frase estes três quesitos: uma fonte de H2 limpa, energeticamente eficiente e de baixo custo. Os métodos de produção atuais produzem uma grande quantidade de dióxido de carbono por kW do que a queima direta de carvão, ou são mais caros ou menos eficientes em termos energéticos.
- O armazenamento de H2 dentro de um veículo de transporte para sua própria força motriz enfrenta problemas de custo e segurança.
- A conversão de H2 em eletricidade em células de combustível tem uma eficiência energética baixa (cerca de 60%), com questões de durabilidade e custo permanecendo sem solução. As primeiras células de combustível foram inventadas por Sir William Grove em 1838. Já se passaram 185 anos de desenvolvimento e os problemas de custo, eficiência e durabilidade permanecem.
… E a Margarina
“Comumente, os óleos naturais são hidrogenados pela passagem do gás hidrogênio através do óleo na presença de um catalisador de níquel, sob condições controladas. A adição de hidrogênio às ligações insaturadas resulta em ligações saturadas, aumentando efetivamente o ponto de fusão do óleo e, assim, “endurecendo-o”.
A hidrogenação é a reação química que ocorre quando uma molécula é obtida pela adição de hidrogênio a uma cadeia carbônica insaturada (aquela que contém dupla ou tripla ligação) normalmente na presença de um metal catalisador como níquel, platina ou paládio e dando origem a um alcano 9. Este processo é utilizado pela indústria alimentícia na produção de margarinas a partir de óleos vegetais.
Para produzir margarina, primeiro os óleos e gorduras são extraídos, por exemplo, por prensagem das sementes, e depois refinados. Os óleos podem passar por um processo de hidrogenação total ou parcial para solidificá-los. A mistura de leite/água é mantida separada da mistura de óleo até a etapa de emulsão. As gorduras são aquecidas para que fiquem líquidas durante o processo de mistura. Os aditivos solúveis em água são adicionados à mistura de água ou leite, e emulsificantes como a lecitina são adicionados para ajudar a dispersar a fase aquosa uniformemente em todo o óleo. Outros aditivos solúveis em água incluem leite em pó desnatado, sal, ácido cítrico, ácido lático e conservantes como sorbato de potássio. Os aditivos solúveis em gordura são misturados ao óleo. Estes incluem carotenoides para coloração e antioxidantes. Em seguida, as duas misturas são emulsionadas adicionando lentamente o óleo à mistura de leite/água com agitação constante. Em seguida, a mistura é resfriada. O resfriamento rápido evita a produção de cristais grandes e resulta em uma textura suave. Finalmente, o produto pode ser aerado com nitrogênio para facilitar a distribuição.
No entanto, como existem possíveis benefícios para a saúde ao limitar a quantidade de gorduras saturadas na dieta humana, o processo é controlado de forma que apenas o suficiente das ligações seja hidrogenado para dar a textura necessária. Diz-se que as margarinas feitas dessa maneira contêm gordura hidrogenada. Se a hidrogenação for incompleta (endurecimento parcial), as temperaturas relativamente altas usadas no processo de hidrogenação tendem a inverter algumas das duplas ligações carbono-carbono para a forma “trans”. Se essas ligações particulares não forem hidrogenadas durante o processo, elas permanecem presentes na margarina final em moléculas de gorduras trans, cujo consumo demonstrou ser um fator de risco para doenças cardiovasculares.
A substituição de gorduras saturadas e insaturadas trans por gorduras monoinsaturadas ou poli-insaturadas não hidrogenadas é mais eficaz na prevenção de doenças cardíacas coronárias do que na redução da ingestão total de gordura. A margarina macia típica contém 10% a 20% de gordura saturada. A manteiga regular contém 52 a 65% de gorduras saturadas.” (Wikipedia)
A gordura hidrogenada ou gordura vegetal hidrogenada ou gordura trans hidrogenada é um ingrediente presente em boa parte dos produtos industrializados: batatas fritas das redes de fast-foods, salgadinhos de batata e milho, pizzas, biscoitos, pipocas de micro-ondas, maioneses, chocolates, sorvetes, bolinhos e muffins embalados entre outros alimentos.
Os dois principais motivos pelos quais os fabricantes usam as gorduras trans são mudar a consistência e aumentar a vida útil dos produtos. Nutricionistas são contra. “Os óleos são colocados em uma câmara com gás hidrogênio – por isso têm esse nome – com alta pressão e temperatura, e se transformam em uma pasta preta e malcheirosa que precisa ser alvejada para ficar sem cor e desodorizada para perder o cheiro” (nutricionista Inês Camila de Oliveira Alves).
Polêmicas à parte, todo supermercado vende no setor de resfriados algum tipo de gordura vegetal “hidrogenada”. Em geral acondicionadas em embalagens de 500 g. Faça a experiência em casa quando for fazer algum tipo de alimento frito: em vez de utilizar óleo de sua preferência, troque por gordura vegetal. O resultado é surpreendente: crocante e sequinho. Uma delícia!
Mas não sabia que Caetano Veloso e Gal Costa eram especialistas na econ0mia de hidrogênio: a canção “Baby” (1968) escrita por Caetano Veloso, foi criada a priori, para a irmã do cantor, Maria Bethânia. Porém, Gal Costa a lançou em um disco e a projetou no álbum-manifesto da Tropicália.
“Você precisa saber da piscina
Da margarina, da Carolina, da gasolina
Você precisa saber de mim”
Confira a versão em https://www.youtube.com/watch?v=O_ScCq4ImDk&ab_channel=Riccardod%27Alterio
Mas a lembrança mais deliciosa que tenho do hidrogênio é um pão na chapa (“o sabor característico da margarina combina-se perfeitamente à fatia crocante e quentinha de pão de francês”) e um pingado (café com leite) na “padoca” da esquina – item obrigatório nas padarias durante o café da manhã e uma das receitas brasileiras mais populares!
Enio Fonseca – Engenheiro Florestal, Senior Advisor em questões socioambientais, Especialização em Engenharia Ambiental, em Gestão Empresarial pela FGV, Conselheiro do Fórum de Meio Ambiente do Setor Elétrico, FMASE, foi Superintendente do IBAMA em MG, Superintendente de Gestão Ambiental do Grupo Cemig, Chefe do Departamento de Fiscalização e Controle Florestal do IEF, Conselheiro no Conselho de Política Ambiental do Estado de MG, Ex Presidente FMASE, founder da PACK OF WOLVES Assessoria Ambiental, parceiro da Econservation.
Decio Michellis Jr. Licenciado em Eletrotécnica, com MBA em Gestão Estratégica Socioambiental em Infraestrutura, extensão em Gestão de Recursos de Defesa e extensão em Direito da Energia Elétrica, é Coordenador do Comitê de Inovação e Competitividade da Associação Brasileira de Companhias de Energia Elétrica – ABCE, assessor técnico do Fórum do Meio Ambiente do Setor Elétrico – FMASE e especialista na gestão de riscos em projetos de financiamento na modalidade Project Finance.
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