O hidrogênio verde (H2V ou H2V)Em inglês: GH2 ou GH2, de "Green Hydrogen". Adicionado em 22 de setembro de 2022. é o hidrogênio gerado por energia renovável ou por energia de baixo carbono (EBC), que possui emissões de carbono significativamente menores do que o hidrogênio cinza (gases do efeito estufa), que é produzido pela reforma a vapor do gás natural, que compõe a maior parte do mercado de hidrogênio. O hidrogênio verde produzido pela eletrólise da água é inferior a 0,1% da produção total de hidrogênio. Pode ser usado para descarbonizar setores difíceis de eletrificar, como a produção de aço e cimento, e assim ajudar a limitar as mudanças climáticas. O alto custo de produção é o principal fator por trás do baixo uso do hidrogênio verde. No entanto, espera-se que o mercado de hidrogênio cresça, com algumas previsões do custo de produção de hidrogênio caindo de US$ 6/kg em 2015 para cerca de US$ 2/kg até 2025. Em 2020, grandes empresas europeias anunciaram planos para mudar suas frotas de caminhões para energia de hidrogênio. O hidrogênio verde pode ser misturado em dutos de gás natural existentes e também usado para produzir amônia verde, o principal constituinte de produção de fertilizantes. É sugerido pelos órgãos da indústria de hidrogênio que a amônia verde será competitiva em termos de custos com a amônia produzida convencionalmente (amônia cinza) até 2030.

Definição

Dependendo da matéria-prima empregada em sua produção, os diversos "tipos" de hidrogênio são classificados em: "preto", "marrom", "cinza", "azul", "roxo", "rosa", "turquesa", "amarelo", "branco" e "verde". O hidrogênio verde é aquele produzido quando a energia renovável é usada para promover a eletrólise da água. O verde certificado requer uma redução de emissão de >60–70% (dependendo do organismo de certificação) abaixo do limite de intensidade de emissões de referência (= emissões de GEE de hidrogênio cinza, por exemplo, valores de referência de acordo com a diretiva de energia renovável RED II).

Mercado

O alto custo de produção é o principal fator por trás do baixo uso do hidrogênio verde. No entanto, o Departamento de Energia dos Estados Unidos prevê que o mercado de hidrogênio deve crescer, com o custo de produção de hidrogênio caindo de US$ 6/kg em 2015 para tão baixo quanto US$ 2/kg até 2025. O preço de US$ 2/kg é considerado um potencial ponto de inflexão que tornará o hidrogênio verde competitivo em relação a outras fontes de combustível. A Siemens já desenvolveu turbinas eólicas marítimas que são equipadas para produção combinada de hidrogênio e, consequentemente, ajudam a aumentar a produção de hidrogênio verde. A maioria do hidrogênio produzido globalmente em 2020 é derivado de fontes de combustível fóssil, com 99% do combustível de hidrogênio vindo de fontes baseadas em carbono, e não é hidrogênio verde. O hidrogênio verde tem emissões de carbono significativamente menores do que o hidrogênio cinza, que é produzido pela reforma a vapor do gás natural e representa 95% do mercado. Ao contrário, o hidrogênio verde, especificamente, aquele produzido por eletrólise de a água representa menos de 0,1% da produção total de hidrogênio.

thumb|350px|Gráfico que classifica as diferentes áreas de aplicação do hidrogênio limpo de acordo com sua eficiência econômica

Usos

De acordo com a BloombergNEF, "...o hidrogênio oferece o maior potencial para descarbonizar setores difíceis de reduzir, como aço, cimento e transporte pesado." O hidrogênio verde tem sido usado no transporte, aquecimento e na indústria de gás natural e pode ser usado para produzir amônia verde.

Transporte O hidrogênio pode ser usado como combustível de hidrogênio para células de combustível ou motores de combustão interna. Os veículos movidos a hidrogênio não se limitam aos automóveis, com os caminhões também sendo projetados para funcionar com hidrogênio verde (ver: Veículo com motor de combustão interna a hidrogênio e Veículo movido a hidrogênio). Em 2020, as principais empresas europeias anunciaram planos para mudar suas frotas de caminhões para energia de hidrogênio. Além disso, aeronaves movidas a hidrogênio já estão sendo projetadas pela Airbus, com o lançamento planejado da primeira aeronave comercial até 2035. No entanto, a Airbus alertou que o hidrogênio não será amplamente utilizado em aeronaves antes de 2050.thumb|300px|Veículo movido a hidrogênio abastecido com H2V produzido por energia solar.

Calefação

O hidrogênio pode ser usado para cozinhar e calefação interna de casas. O aquecimento a hidrogênio foi proposto como uma alternativa para abastecer a maioria das residências do Reino Unido até 2050. O governo britânico pretende lançar projetos de demonstração para mostrar como o combustível pode abastecer regiões que contêm centenas de casas.

Indústria de gás natural

Gasodutos de gás natural às vezes são usados ​​para transportar hidrogênio, mas isso não é isento de desafios. Muitos oleodutos precisariam ser atualizados para o transporte de hidrogênio. A indústria de gás natural e sua infraestrutura podem representar um obstáculo à adoção do hidrogênio verde para países que pretendem alcançar a neutralidade de carbono. Um programa piloto em Cappelle-la-Grande, França, já misturou hidrogênio na rede de gás de 100 residências. Usinas termoelétricas a gás natural também podem ser convertidas para queimar hidrogênio servindo para fornecer energia de reserva durante períodos de alta demanda.

Produção de amônia verde

O hidrogênio verde pode ser usado para produzir amônia verde, o principal constituinte da produção de fertilizantes. O Hydrogen Council sugeriu em 2021 que a amônia verde terá custos competitivos com a amônia produzida convencionalmente (amônia cinza) até 2030.

Economia

thumb|x180px|direita|Diagrama de produção e consumo de hidrogênio verde. A turbina eólica representa a geração de eletricidade livre de carbono.

A partir de 2020, o mercado global de hidrogênio foi avaliado em US$ 900 milhões e deve atingir US$ 300 bilhões até 2050. De acordo com analistas da Fitch Solutions, o mercado global de hidrogênio pode saltar para 10% até 2030. O número de investimentos em hidrogênio verde aumentou de quase nenhum em 2020 para 121 gigawatts em 136 projetos em fases de planejamento e desenvolvimento, totalizando mais de US$ 500 bilhões em 2021. Empresas de todos os países formaram alianças para aumentar a produção do combustível cinquenta vezes nos próximos seis anos. O mercado pode valer mais de US$ 1 trilhão por ano até 2050, de acordo com Goldman Sachs.

África

A Mauritânia lançou dois grandes projetos de hidrogênio verde: Projeto NOUR, um dos maiores projetos de hidrogênio do mundo com 10 GW de capacidade até 2030 em cooperação com a empresa Chariot. O segundo é o Projeto EMAN, que inclui 18 GW de capacidade eólica e 12 GW de capacidade solar para produzir 1,7 milhão de toneladas por ano de hidrogênio verde ou 10 milhões de toneladas por ano de amônia verde para uso local e exportação, em cooperação com a empresa australiana CWP. Países da África, como Marrocos, Tunísia, Egito e Namíbia propuseram planos para ter o hidrogênio verde como parte de suas metas gerais de mudança climática. A Namíbia já está em parceria com países europeus como Holanda e Alemanha para estudos de viabilidade e financiamento.

Américas

Brasil

A matriz energética do Brasil é tida como uma das mais limpas do mundo. Especialistas destacam o potencial do país para a produção do hidrogênio verde. Pesquisas realizadas no país, indicam que a biomassa (como amidos e resíduos de estações de tratamento de esgoto) pode ser processada e convertida em hidrogênio verde (ver: Bioenergia, Bio-hidrogénio e Produção biológica de hidrogênio). A australiana Fortescue Metals Group tem planos para instalar uma fábrica de hidrogênio verde junto ao porto do Pecém, no Ceará com previsão inicial de entrar em operação em 2022. Neste mesmo ano, a Universidade Federal de Santa Catarina anunciou uma parceria com a alemã Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit, para a produção de H2V. A Unigel tem planos para construir uma fábrica de hidrogênio verde / amônia verde em Camaçari, na Bahia, prevista para entrar em operação em 2023 Iniciativas nesta área também são mantidas no estados de Minas Gerais, Paraná, Pernambuco, Piauí, Rio de Janeiro, Rio Grande do Norte, Rio Grande do Sul e São Paulo. Trabalhos de pesquisa da Universidade de Campinas e da Universidade Técnica de Munique determinaram o espaço exigido pelos parques eólicos e solares para a produção de hidrogênio em larga escala. De acordo com isto, será necessária significativamente menos área para produzir hidrogénio verde a partir da energia eólica e fotovoltaica do que é necessária hoje para cultivar combustível a partir da cana-de-açúcar. Neste estudo, o autor Herzog assumiu uma necessidade de eletricidade dos eletrolisadores de 120 gigawatt (GW). Em 20 de novembro de 2023, Ursula von der Leyen, Presidente da Comissão Europeia, anunciou apoio à produção de 10 GW de hidrogênio e posteriormente amônia no estado do Piauí. A amônia será exportada de lá.

Canadá

A desenvolvedora EverWind Fuels de produção de hidrogênio verde e amônia e a E.ON Hydrogen GmbH, acordaram um detalhado memorando de Entendimento para importar amônia verde em escala para a Alemanha a partir de 2025 da instalação de produção inicial da EverWind em Point Tupper, Nova Escócia. Sob o MoU, EverWind e E.ON pretendem trabalhar para um acordo de compra de até 500.000 toneladas por ano de amônia verde. Espera-se que a instalação chegue à operação comercial no início de 2025.

Chile

Em novembro de 2020, o presidente do Chile apresentou a "Estratégia Nacional para o Hidrogênio Verde", afirmando que queria que o Chile se tornasse "o produtor de hidrogênio verde mais eficiente do mundo até 2030". O plano inclui HyEx, um projeto para produzir hidrogênio baseado em energia solar para uso na indústria de mineração.

Estados Unidos

Durante seu Discurso sobre o Estado da União em 2003, o presidente George W. Bush revelou um plano de US$ 1,2 bilhão para desenvolver veículos movidos a célula de combustível de hidrogênio, apelidando-o de "combustível da liberdade". Este financiamento foi reduzido em 2009 por Barack Obama. Em junho de 2021, a secretária de Energia Jennifer Granholm anunciou planos alinhados com a promessa do governo Biden de reduzir o custo da produção de hidrogênio verde. Em 2021, o Departamento de Energia dos Estados Unidos estava planejando a primeira demonstração de uma rede de hidrogênio no Texas. O departamento já havia tentado um projeto de hidrogênio conhecido como Hydrogen Energy California. O Texas é considerado uma parte fundamental dos projetos de hidrogênio verde no país, pois o estado é o maior produtor doméstico de hidrogênio e já possui uma rede de dutos de hidrogênio. Em 2020, a SGH2 Energy Global anunciou planos para usar plástico e papel via gaseificação por plasma para produzir hidrogênio verde perto de Los Angeles. Em 2021, o então governador de Nova York, Andrew Cuomo, anunciou uma Investimento de US$ 290 milhões para construir uma instalação de produção de combustível de hidrogênio verde. As autoridades do estado também apoiaram planos para o desenvolvimento de células de combustível para serem usadas em caminhões e pesquisas sobre a mistura de hidrogênio na rede de gás. Em março de 2022, os governadores de Arkansas, Louisiana e Oklahoma anunciaram a criação de um centro de energia de hidrogênio entre os estados. A Woodside Petroleum, com sede na Austrália, já havia anunciado planos para um local de produção de hidrogênio verde em Ardmore (Oklahoma).

Ásia

Arábia Saudita

Em 2021, a Arábia Saudita, como parte do projeto Neom, anunciou um investimento de US$ 5 bilhões para construir uma planta verde de amônia baseada em hidrogênio, que iniciaria a produção a partir de 2025.

China