Em toda estrutura metálica das cidades, há um pretérito que envolve emissão de gases poluidores na atmosfera. Pontes, edifícios, carros e navios são exemplos de construções formadas por aço, elemento que libera grandes quantidades de dióxido de carbono (CO₂) ao ser produzido.
Preocupada com esse cenário, a engenheira química Patrícia Metolina pensou em uma solução para tornar as indústrias siderúrgicas mais eficientes e menos poluidoras: usar o chamado hidrogênio verdejante no processo de transformação do minério de ferro para o aço.
A pesquisa dela – vencedora do prêmio de teses da Universidade de São Paulo (USP) – é um dos exemplos de uma vez que o hidrogênio pode ser estratégico na transição energética necessária para enfrentar o aquecimento global.
“No caso, no Brasil, a gente não tem ainda essa tecnologia sendo desenvolvida nas nossas siderúrgicas. Mas nossas pesquisas mostram o potencial desse processo. Na Suécia, por exemplo, eles têm projeto piloto e conseguiram validar que ele pode ser usado industrialmente e ser comercializado. Há grandes siderúrgicas que estão investindo muito nessa tecnologia para conseguir produzir esse aço verdejante e conseguir deprimir as emissões de CO₂”, diz Patrícia.
De olho nesses potenciais, o Ministério de Minas e Robustez (MME) e a Empresa de Pesquisa Energética (EPE) lançaram no início desta semana o Portal Brasiliano de Hidrogênio. A plataforma pública on-line pretende ampliar informações estratégicas sobre o setor de hidrogênio no Brasil e atrair novos investidores.
O hidrogênio verdejante é obtido a partir de energias renováveis, uma vez que as de matriz hidrelétrica, solar e eólica. De maneira simplificada, o processo envolve usar eletricidade em tanque de chuva (H₂O) para separar as moléculas de hidrogênio (H₂) e oxigênio (O₂).
O hidrogênio obtido pode ser transformado em combustível para aviões, embarcações e caminhões; para produção de amônia (NH3), principal matéria-prima de fertilizantes nitrogenados usados na lavoura; e para a fabricação do aço, uma vez que mostra a pesquisa de Patrícia Metolina.
Aço verdejante
Na indústria siderúrgica, tudo começa com a extração do minério de ferro da natureza. Ele pode se apresentar na forma de hematita (Fe2O3) ou magnetita (Fe3O4). Para obter o ferro (Fe) desse material, é preciso tirar os oxigênios da molécula. No modo tradicional, o minério de ferro é inserido em fornos de subida temperatura que usam coque de carvão. O resultado é a emissão de grandes quantidades de CO₂.
A indústria siderúrgica é responsável por muro de um terço das emissões industriais de CO₂, segundo dados do Pintura Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) e por aproximadamente 7% das emissões globais, conforme dados da Escritório Internacional de Robustez (IEA).
O método pesquisado por Patrícia envolve o hidrogênio verdejante em um tipo de reação química que dispensa o coque de carvão e a fusão do minério de ferro. O subproduto do processo deixa assim de ser o CO2 para ser exclusivamente vapor de chuva.
“O Brasil tem um conjunto de vantagens que pode proporcionar a produção de hidrogênio, porque na Europa ainda é muito dispendioso. Eles não têm as mesmas condições naturais, uma vez que painéis solares e turbinas eólicas uma vez que a gente tem. Cá, a gente poderia produzir o hidrogênio no Nordeste, por exemplo, onde há as eólicas eter uma siderúrgica próxima para consumir esse hidrogênio e fabricar um aço verdejante”, avalia Patrícia.
Potencial do hidrogênio
Estimativas da Hydrogen Council, consórcio de multinacionais interessadas na expansão do hidrogênio, apontam que a demanda global por hidrogênio deve aumentar cinco vezes até 2050. Em todo o mundo, o conta é de mais de 1.500 iniciativas de hidrogênio limpo em curso, incremento de sete vezes em três anos.
Dos investimentos anunciados, a América Latina é a que concentra o segundo maior volume: US$ 107 bilhões. E, nesse ponto, o indumento de o Brasil se ressaltar pelo uso de energias renováveis aumenta as expectativas do setor sobre a produção do hidrogênio verdejante.
Atualmente, os países com maiores projetos de produção de hidrogênio verdejante no mundo são Alemanha, Arábia Saudita, Austrália, China, Chile, Espanha e Holanda.
A Associação Brasileira da Indústria do Hidrogênio Verdejante (ABIHV) destaca cinco projetos vinculados ao grupo que tem maior potencial econômico. Eles são liderados pelas empresas Fortescue, Morada dos Ventos, Atlas Agro, Voltalia e European Energy. Incluem produção de fertilizantes nitrogenados, amônia e metanol.
Para 2026, a expectativa é de 63 bilhões de investimentos para início dos projetos. A maior segmento dos projetos está concentrada no Multíplice de Pecém, no Ceará. Mas há outros em Uberaba, em Minas Gerais, e no Porto do Suape, em Pernambuco.
“O que a gente pode proferir é que o hype do hidrogênio verdejante, da amônia e do metanol passou e agora a gente tem projetos reais, assentados, que estão trabalhando seus fluxos de caixa, organizando as finanças para poder se colocar de pé. Logo, o momento que a gente está passando é o momento em que você separa projetos fictícios de projetos reais”, disse Fernanda Franzino, diretora da ABIHV.
“A gente começa a ter todo esse ecossistema montado, enquanto as empresas vão tomando sua decisão final de investimento e o Brasil deve encetar a ter produção de amônia e metanol por volta de 2029 ou 2030”, complementou.
Desafios
Apesar de todo o potencial e do progressão das pesquisas, a implantação do hidrogênio verdejante ainda tem uma série de desafios pela frente. Entre os principais, costumam ser destacados pelos especialistas do setor: custos altos de produção por justificação da infraestrutura e equipamentos (eletrolisadores) caros; falta de infraestrutura logística para transporte e armazenamento; premência de marco regulatório e tributário simples para atrair investimentos; e submissão do chegada à chuva para a eletrólise.
Os projetos desenvolvidos pela Universidade Federalista do Rio Janeiro, por meio da Coordenação dos Programas de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe/UFRJ), são um exemplo das dificuldades que o país tem enfrentado no setor.
Em agosto de 2023, foi inaugurada uma vegetal de produção de hidrogênio verdejante no campus da universidade. O projeto envolvia a produção de hidrogênio a partir da eletrólise da chuva, usando vigor fotovoltaica. E, a partir daí, o uso do hidrogênio em processos industriais, em bicicletas movidas a H2, e em pilhas a combustível de óxido sólido.
A iniciativa contou com recursos da Cooperação Brasil-Alemanha para o Desenvolvimento Sustentável. E envolveu quatro laboratórios da Coppe: Laboratório de Transporte Sustentável (LabTS), Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão (LEMT), Núcleo de Catálise (Nucat), e Laboratório de Hidrogênio (LabH2).
Dois anos depois, os pesquisadores enfrentam dificuldades para fazer os projetos avançarem. A professora Andrea Santos, coordenadora do Laboratório de Transporte Sustentável (LabTS), explica que os problemas começam ainda na matéria-prima da produção de hidrogênio.
“A nossa primeira produção de hidrogênio não foi em uma qualidade boa. Não era um hidrogênio puro. Tinha uma contaminação nas amostras em torno de 3% de oxigênio. Isso para a emprego, principalmente em mobilidade, não é adequado. Eu tenho que coletar chuva desmineralizada de um laboratório para abastecer os eletrolisadores, porque a chuva da Cedae [empresa privada de abastecimento de água no Rio de Janeiro] não é adequada”, explica Andrea.
A pesquisadora explica que há dificuldade para fazer a manutenção nos equipamentos. Dos nove eletrolisadores que vieram da Alemanha, dois estão com defeito e precisam ser enviados ao país europeu, que não quer bancar o transporte deles. Sem uma indústria vernáculo que produza esse tipo de equipamento, os custos em pesquisas ficam ainda mais restritos.
Por isso, no ano da COP30, quando a transição energética ganha mais espaço no país, a professora da Coppe/UFRJ espera que novos investimentos públicos e privados permitam o progressão das pesquisas no hidrogênio.
“Precisamos de recursos para fazer as manutenções, para publicar artigos, ter uma equipe trabalhando e operando a vegetal cinco vezes por semana. Faltam realmente investimentos para pesquisa, desenvolvimento, geração de normas técnicas, certificação e adequação da infraestrutura”, avaliou Andrea Santos.
“Existe esse entendimento de que é uma opção ainda rosto, portanto, é mais confortável você manter as outras poluentes que já existem. Qualquer tecnologia no início vai custar mais dispendioso. Mas a gente não tem mais uma vez que usar essa desculpa por conta da urgência de fazer a transição energética. Se tiver esse investimento, a tendência é essa tecnologia baratear e permanecer mais competitiva. No caso do Brasil, a gente tem quesito de produzir esse hidrogênio a um dispêndio mais ordinário”, finalizou.
