O hidrogênio ocupa posição estratégica na transição energética global. Quando produzido com fontes renováveis e por meio da eletrólise da água, recebe a classificação de hidrogênio verde — um vetor energético com baixa emissão de carbono e potencial para descarbonizar setores de difícil eletrificação, como transporte pesado, siderurgia e indústria química.

O Brasil apresenta condições favoráveis para liderar a produção e o uso do hidrogênio verde. A ampla disponibilidade de energia renovável, a estrutura hidrelétrica existente e os incentivos regulatórios recentes impulsionam projetos de grande porte em andamento no país. E a aprovação do marco legal e os investimentos públicos e privados reforçam esse cenário.

Este artigo apresenta os fundamentos, aplicações e desafios do hidrogênio verde. São abordados o processo de produção, os setores com maior potencial de uso, os diferenciais competitivos do Brasil, os investimentos já anunciados, além dos principais entraves tecnológicos e logísticos para viabilizar essa alternativa em escala.

O que é hidrogênio verde?

Hidrogênio verde é o hidrogênio obtido por eletrólise da água com uso de fontes de energia renovável, como eólica, solar e hidrelétrica. A sigla H₂V representa o elemento químico hidrogênio acompanhado da classificação “verde”, que indica baixo impacto ambiental.

Esta é a definição que consta no marco legal do hidrogênio de baixa emissão de carbono (Lei 14.948/2024):

“[...] hidrogênio verde: hidrogênio produzido por eletrólise da água, utilizando fontes de energia renováveis”, tais como solar, eólica, hidráulica, biomassa, etanol, biogás, biometano, gases de aterro, geotérmica, “sem prejuízo de outras que venham a ser reconhecidas como renováveis.”

Por que chama hidrogênio verde?

O termo “verde” designa o tipo de hidrogênio que atua como vetor energético de baixo impacto ambiental. A produção ocorre por eletrólise da água, sem emissão de gases de efeito estufa, como dióxido de carbono (CO₂) e demais poluentes atmosféricos. 

A água, composta por moléculas de hidrogênio e oxigênio, fornece a matéria-prima para essa geração limpa e sustentável, sem prejuízo à atmosfera.

Qual é o processo de produção do hidrogênio verde?

A eletricidade proveniente de fontes renováveis, como painéis solares fotovoltaicos e turbinas eólicas, permite a eletrólise da água. O processo resulta na separação dos elementos e na obtenção de hidrogênio.

O que é eletrólise da água?

A eletrólise realiza a separação da água em hidrogênio e oxigênio por meio de eletrólitos. A fórmula química da água é H₂O. O hidrogênio obtido, conhecido como hidrogênio verde, passa por coleta e armazenamento para aplicação futura.

Hidrogênio verde é combustível?

Sim, o hidrogênio verde é considerado uma solução sustentável de combustível para grandes setores da indústria que têm alta emissão de carbono, como transportes, minério e siderurgia.

Quais as aplicações do hidrogênio verde?

O hidrogênio verde pode ser o vetor energético para diversas aplicações e tecnologias e, no Brasil, tem potencial elevado de substituição de insumos primários em pelo menos seis setores, segundo a GIZ, Agência Alemã de Cooperação Internacional que tem uma cooperação com o governo brasileiro pela expansão do hidrogênio verde:

1. Indústria do cimento

2. Produção de vidros

3. Mineração 

4. Siderúrgica

5. Geração de energia em residências

6. Transportes pesados

Hidrogênio verde vale a pena?

Sim, o investimento em hidrogênio verde vale a pena. Além do potencial de consumo nos seis setores industriais citados no tópico anterior, a própria adoção dessa tecnologia já traz a aplicação óbvia da descarbonização da matriz energética brasileira, conforme destaca a GIZ em vídeo de 2022:

“O uso de hidrogênio verde, 100% produzido a partir de fontes renováveis e livre de emissões de CO₂, pode contribuir para a descarbonização da indústria e da economia brasileira. O excedente pode ainda ser armazenado e utilizado em períodos de baixa capacidade de geração de energia por meio do vento e do sol.”

Além da relevante questão da descarbonização, o documento “Potencial Técnico e Custo de Produção de Hidrogênio Verde no Brasil”, que o Ministério de Minas e Energia lançou em novembro de 2023, destaca ainda que o hidrogênio verde:

• contribui com o aumento da segurança energética, “visto que suas utilizações podem alcançar uma diversidade de segmentos industriais (química, siderurgia, cimento, entre outros)”;

• reduz a dependência dos combustíveis fósseis e, consequentemente, o risco decorrente da volatilidade dos preços praticados a esses combustíveis;

• e, por fim, “permite a melhoria na garantia de flexibilidade e estabilidade do sistema elétrico, ao se posicionar como armazenador de energia capaz de atuar para minimizar os desequilíbrios ocasionados pela intermitência das fontes eólica e solar”.  

Quais as vantagens do hidrogênio verde?

A Associação Brasileira da Indústria do Hidrogênio Verde (ABIHV) lista cinco principais vantagens do hidrogênio verde.

1. Combate às mudanças climáticas: quando produzido a partir de fontes de energia renovável, como energia solar ou eólica, sua produção é carbono zero. “Isso o torna uma opção crucial para a redução das emissões de gases de efeito estufa e para combater as mudanças climáticas”.

2. Não emite poluentes: a emissão de poluentes locais também é baixa, sem produzir partículas e óxidos de nitrogênio, o que pode melhorar a qualidade do ar em áreas urbanas.

3. Pode ser armazenado: pode ser usado como um meio de armazenar energia renovável excedente, o que ajuda a resolver o problema da variabilidade das fontes de energia renovável.

4. É versátil: “A versatilidade do hidrogênio verde permite que ele seja usado em uma ampla variedade de aplicações, incluindo transporte, geração de eletricidade, aquecimento industrial e produção de produtos químicos.” 

5. Tem grande eficiência: “As células de combustível de hidrogênio são altamente eficientes na conversão de hidrogênio em eletricidade, superando muitos motores de combustão interna em termos de eficiência energética.”

O documento “Hidrogênio verde como fonte de energia elétrica” (2022), da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), também destaca as vantagens do hidrogênio verde:

“Algumas das vantagens do hidrogênio verde são: o uso em setores onde a aplicação de outras energias renováveis não resolveria toda a necessidade de reduzir emissões; ele não é intermitente ou dependente do clima, como as fontes eólica, solar e hídrica; e sua produção pode usar o excedente gerado por essas fontes.”

Qual é o potencial do hidrogênio verde para o Brasil?

O Brasil deu seu primeiro passo no incentivo à produção de hidrogênio verde quando aprovou, em 2024, o Marco Legal do Hidrogênio de Baixo Carbono (Lei nº 14.948).

No mesmo ano, a Lei 14.990 instituiu o Programa de Desenvolvimento do Hidrogênio de Baixa Emissão de Carbono (PHBC), que é um mecanismo de incentivo para conceder até R$ 18,3 bilhões em créditos para a indústria de hidrogênio de 2028 a 2032, com prioridade para projetos com menor emissão de gases do efeito estufa.

Um estudo da Confederação Nacional da Indústria (CNI) aponta que os investimentos anunciados para projetos de hidrogênio a partir de fontes renováveis já somam R$ 188,7 bilhões no Brasil.

Segundo a ABIHV, já existem projetos de hidrogênio verde em nove estados, e a Eletrobras está associada a projetos em cinco deles: Ceará, Minas Gerais, Goiás, Maranhão e Piauí.

A entidade diz ainda que, se o Brasil atender 4% da demanda global de hidrogênio verde até 2050 pode gerar impacto de R$ 7 trilhões no Produto Interno Bruto (PIB) brasileiro, com arrecadação total de R$ 866 bilhões.

O Plano de Trabalho Trienal (2023-2025) do Programa Nacional do Hidrogênio destaca o seguinte potencial para a adoção do hidrogênio em geral, não apenas o verde: 

“A adoção do hidrogênio como parte da matriz energética e industrial do Brasil tem o potencial de impulsionar significativamente o desenvolvimento industrial do país. Uma produção mais limpa, com baixa intensidade de carbono associado, contribui para a redução das emissões de gases de efeito estufa, alinhando-se aos compromissos ambientais internacionais assumidos pelo Brasil. Além disso, a utilização do hidrogênio como uma forma de armazenamento de energia é uma das possíveis estratégias para o desafio da variabilidade de fontes renováveis, permitindo uma integração mais eficiente de energia solar e eólica à matriz elétrica brasileira.”

Quais os desafios para produzir hidrogênio verde no Brasil? 

Uma apresentação feita pela Eletrobras em agosto de 2024 aponta estes como os principais desafios para a produção de hidrogênio verde no Brasil:

• Cadeia de fornecedores - Desenvolvimento de fornecedores locais para reduzir custos da cadeia de suprimentos.

• Qualificação de mão de obra - Necessidade de formação de profissionais qualificados. 

• Custos de infraestrutura - Redução dos custos de infraestrutura e construção, armazenamento, conexão elétrica, entre outros.

• Escala de produção - Viabilização de projetos para aumentar a capacidade de geração elétrica e produção de hidrogênio.

• Logística - Desenvolvimento de sistemas de transporte, gasodutos e outros processos para fornecimento do hidrogênio e seus derivados.

O documento também apontava problemas de regulamentação e incentivos fiscais, sanados com a criação do marco legal e do Programa de Desenvolvimento do Hidrogênio de Baixa Emissão de Carbono naquele ano.

A Eletrobras investe em hidrogênio verde?

A Eletrobras é pioneira na produção de Hidrogênio Verde no Brasil. Ela construiu em Itumbiara (MG) a primeira planta piloto de hidrogênio verde do país.

 Lá a produção se dá pelo processo de eletrólise, com uso de energia hídrica e fotovoltaica. A capacidade de produção é de cerca de 100 kg/dia.

"O hidrogênio renovável é uma das grandes apostas mundiais para a descarbonização e deve ser cada vez mais valorizado como o principal combustível da próxima década. O Brasil tem tudo para ser uma potência de hidrogênio renovável, e a Eletrobras, com toda a sua expertise em energia limpa, quer liderar este processo", diz Ítalo Freitas, vice-presidente de Comercialização e Engenharia de Expansão da companhia.

A Eletrobras também tem firmado parcerias com outras empresas e governos para ampliar estudos sobre hidrogênio renovável. 

Além disso, em 2024, a Eletrobras anunciou que vai firmar parcerias na operação de eletrolisadores em plantas de hidrogênio verde, conforme disse Juliano Dantas, vice-presidente de inovação da empresa.

No fim do mesmo ano, a Eletrobras firmou um acordo com a alemã SEFE (Securing Energy for Europe) e a EnerTech, do Kuwait, para a produção de até 200.000 toneladas de hidrogênio verde no Brasil para ser comercializado na Alemanha e Europa a partir de 2030.

“Esta assinatura tem uma representatividade especial para a Eletrobras, pois simboliza o investimento em uma tecnologia que enxergamos como fundamental para o futuro: o hidrogênio verde. Estamos engajados no seu desenvolvimento com o objetivo de torná-lo um pilar em nossa oferta de soluções limpas e renováveis", disse o presidente da Eletrobras, Ivan Monteiro, na época.

Quais os diferenciais da Eletrobras para explorar o mercado do hidrogênio?

O Brasil já possui diferenciais próprios, como a significativa matriz energética renovável, a alta demanda doméstica por hidrogênio e a produção potencial de derivados, como metanol verde.

No entanto, a Eletrobras possui ainda diferenciais específicos, como:

1. Disponibilidade imediata de energia renovável em volumes necessários em todos os submercados.

2. Energia renovável das usinas hidrelétricas com disponibilidade 24 horas por dia e 7 dias por semana, dando garantia de alto fator de utilização do eletrolisador.

3. Capilaridade e conhecimento técnico em reforços e melhorias necessários para conexão elétrica das plantas de H₂.

4. Capacidade para desenvolver projetos com modelos variados e atuação em submercados distintos, com menor exposição a encargos e tarifas de transmissão.

5. Capacidade de inovação no tema, já comprovado com projetos implantados em Pesquisa e Desenvolvimento.

Quer saber mais sobre hidrogênio verde? Acesse o guia completo feito pela Eletrobras. [link pra pillar]