O papel do hidrogénio na transição energético-climática

A transição energético-climática aparece geralmente enunciada como a passagem de um sistema energético baseado na utilização de combustíveis fósseis [1] finitos, que emitem, quando queimados, gases com efeito de estufa (GEE) e diversos efluentes sólidos, líquidos e gasosos poluentes (tóxicos), para um sistema baseado num mix energético no qual as fontes de energia renováveis e a eficiência energética têm lugar primacial crescente [2] . O enunciado não poderia ser mais correcto e ideal.

Entre os objectivos desta nova revolução energética-industrial, que ainda se encontraria na fase inicial de um processo muitíssimo mais rápido do que os precedentes, estariam: a proteção do clima (luta contra o aquecimento global), a salvaguarda do ambiente (redução dos poluentes), a diminuição do consumo de energia (pelo menos em termos relativos), a redução das tensões geopolíticas ligadas ao aprovisionamento da energia e, ainda, em última instância, a retirada do activo de toda a energia nuclear para fins pacíficos.

A formulação convoca-nos para um apoio entusiástico e quase unânime, porque, através dela, o Homem estaria, finalmente, do desenvolvimento económico sustentável e verde, da justiça, da equidade e da paz. A felicidade utópica.

A proposta, apesar de aparecer disseminada como um quase milagre, deve ser analisada. Embora, desde logo, esta anunciada revolução verde, parece apontar uma mudança em que tudo seria alterado ... menos o essencial do sistema de produção e de consumo vigentes.

A concretização da transição energético-climática passa, na realidade, por um conjunto de políticas públicas desenvolvidas através de Declarações, Resoluções, Directivas, Regulamentos e Programas de Financiamento no âmbito da União Europeia (UE), que, acompanhadas por Leis e decisões políticas nacionais, compele os governos a aplicarem uma acelerada descarbonização da economia e da sociedade. O processo, desenvolvido em estreita ligação com os interesses vitais dos centros de decisão económico-financeiros, pretende aparentar o contrário.

Segundo as formulações oficiais, a transição visaria resolver os impactos das alterações climáticas antropogénicas, e, complementarmente, diminuir drástica e rapidamente a dependência das economias ocidentais do petróleo, carvão e gás natural. Num mundo complexo e multipolar, em que grande parte das fontes energéticas estão em regiões "instáveis", já não inteiramente controláveis pelo recurso à força directa, este objetivo da transição é, no mínimo, tão importante como o da descarbonização.

É de sublinhar que o acento tónico, ou seja, a motivação central para tal transição radical, é colocado exclusivamente nas alterações climáticas antropogénicas, escamoteando que a variabilidade climática é devida a factores exógenos (astronómicos ou solares), e planetários endógenos (naturais ou antropogénicos). Negar esta evidência revela uma posição pouco científica [3] .

Em geral, estas políticas públicas, embora enfatizem as novas tecnologias inteligentes e descarbonizadas, passam, sobretudo, por um trinómio que inclui: crescentes impostos/taxas verdes; elevadas tarifas/preços de serviços e bens essenciais; subvenções públicas não reembolsáveis a tecnologias técnico-economicamente imaturas. Em estreita correlação com este trinómio avultam visíveis reforços dos lucros e das rendas que beneficiam grandes corporações energético-financeiras. Cumulativamente, passam por rápidas mudanças sociolaborais carreadas pelo encerramento em massa de instalações energético-industriais.

A transição implica a alteração acelerada das formas de produção de electricidade, impondo-se-lhe uma mudança radical no sentido do uso de fontes renováveis não tradicionais [4] , com destaque para a eólica e a fotovoltaica. E, em complementaridade, por radicais encerramentos e reestruturações energético-industriais, com vista a desactivação precoce de unidades de produção baseadas em fontes energéticas convencionais.

Noutra vertente, a do transporte de pessoas e mercadorias, vem-se decretando uma mudança forçada em direcção à mobilidade baseada em electricidade acumulada em baterias de acumuladores ou, indirectamente, em reservatórios de hidrogénio. Note-se, contudo, que o paradigma centrado no transporte individual parece não estar a ser colocado em causa e, daí, o aparecimento de uma vasta panóplia de soluções comerciais transitivas corporizadas nos híbridos de variado tipo, alguns deles, além de muito caros, pouco eficazes na real redução das emissões de GEE. A electrificação de transportes colectivos em lugar próprio (p.ex. ferrocarril) vem, por sua vez, merecendo alguma atenção, embora insuficiente no caso português.

É, neste contexto, que se assiste à enésima tentativa do relançamento do hidrogénio como vector e acumulador energético, que, nesta versão verde [5] , seria produzido através da electrólise da água com electricidade eólica e fotovoltaica, por meio do alavancamento do processo com substanciais apoios estatais, porque, ele é, e será durante vários anos, economicamente deficitário face a outras vias de produção petroquímica (hidrogénio cinza).

Hidrogénio

Sem gastar muito espaço numa explanação que o leitor encontrará em textos acessíveis, dizer que o hidrogénio foi identificado há vários séculos, tendo sido caracterizado cientificamente há muito tempo [6] . É muito abundante no Universo, mas, na sua forma elementar é relativamente raro no planeta Terra devido à sua elevadíssima reatividade.

A molécula gasosa, pelas suas características físicas e químicas, tende a escapar-se facilmente através dos microporos e interstícios existentes nos materiais que lhe servem como contentores, o que determina a necessidade de grandes cuidados tecnológicos. Quando o hidrogénio se combina com um oxidante o processo de combustão pode assumir carácter explosivo (deflagração).

Existe, estabelecida desde há muitas décadas, grande produção industrial de hidrogénio "cinza" e um sólido comércio relacionado com a indústria petroquímica (hidrogenações variadas), com a produção de amoníaco (adubos), bem como em actividades especializadas (aeroespacial, electrónica, etc.,). As utilizações do hidrogénio como vector energético directo nunca foram massificadas devido a questões de segurança e à demonstrada falta de rentabilidade económico-energética das operações correspondentes.

O hidrogénio, na sua forma molecular gasosa, não existe livre na Natureza [7] . Ou seja, o hidrogénio (H2), ao contrário do gás natural (fundamentalmente, metano, CH4), não é uma fonte de energia primária. Isto significa que, para ter utilização industrial ou energética, deve ser produzido através de diversos processos tecnológicos (químicos, eletroquímicos, etc.,), gastando-se neste passo intermédio elevadas quantidades de energia e diversos recursos.

Apesar do avanço tecnológico, do engenho humano e da habilidade publicitária, continuam a existir barreiras ainda intransponíveis para utilizar o hidrogénio como vector e acumulador energético generalizado, isto é, de forma segura, económica e sustentável [8] .

As questões que se colocam acerca do hidrogénio na actualidade, como, aliás, desde há décadas, são, no fundamental, de natureza técnica (segurança), económica (custos, rentabilidade) e energética (eficiência). O que de novo existe é a enorme polarização sociopolítica em torno da questão climática que levou à redescoberta do potencial salvífico do hidrogénio na sua forma designada como "verde" ou de "carbono zero". Ou seja, produzido através da electrólise da água (salmouras) usando electricidade produzida apenas de fontes renováveis (eólica, fotovoltaica, etc). Do ponto de vista carbónico o hidrogénio também poderia produzir-se a partir de centrais electronucleares, que, aliás, apresentam baixos custos de produção. Mas, isso é um tabu inamovível!

A Transição Energética

No início da década de 1980, surgiu o conceito de "Ponto de viragem energética" num livro intitulado "Energie-Wende, Wachstum und Woblstand ohne Erdöl und Uran". Nessa altura os pesquisadores do Öko-Insitut, Alemanha, propuseram o abandono do petróleo e do urânio [9] .

O termo EnergieWende representava a reacção face às alterações climáticas antropogénicas e à necessidade de abandono da energia nuclear e do carvão. A expressão "transição energética" é mais branda do que o conceito de "viragem" alemão, porque parece apontar uma mudança gradual e suave para algo novo. A organização "Désobéissance Écolo Paris", por exemplo, recusa o termo, considerando-o muito brando. No contexto da UE, a expressão "transição energética" aparecia já num documento de 1982 [10] .

A noção de "transição" está centrada na muito invocada emergência climática. Segundo ela, o carvão, os derivados do petróleo, o gás natural e o nuclear devem ser rapidamente banidos da Terra para evitar uma catástrofe.

A UE torna-se mais verde sob o comando da Alemanha

Ursula von der Leyen, que assumiu a presidência da Comissão Europeia em 2019, veio reforçar a tendência política do seu antecessor Jean-Claude Junker. Numa comunicação de 28 novembro de 2018 intitulada "Une planète verte pour tous", poderá ler-se que " o objetivo desta estratégia (...) é confirmar o compromisso da Europa liderar a ação climática global (...) ".

Ursula, que foi ministra em todos os governos de Angela Merkel, conhece bem a situação energética alemã [11] . A opção alemã teve como ponto de partida a oposição dos movimentos verdes alemães à energia nuclear e ao carvão, isto num momento em que foram determinantes para a estabilidade governativa. A transição energética alemã é essencialmente uma "transição elétrica": " ElektrizitätWende " ou " StromWende ".

A partir da tomada de posse de von der Leyen diversos dirigentes europeus reforçaram a crença no hidrogénio como meio para salvar um mix de produção de electricidade baseado, quase exclusivamente, em fontes intermitentes renováveis.

Não deixa de ser curiosa a trajectória alemã quando comparada com o radicalismo português que decretou o encerramento total e imediato das centrais a carvão: por lá, ainda entrou em funcionamento um novo grupo de 1000 MW (o Datteln 4) em 2020, e, o programa de encerramento será progressivo até...2038, quando ainda subsistirão 6 000 MW em produção.

Embora a eletricidade não seja a energia final mais importante, representando apenas 22% na UE, uma parte importantíssima dos recursos financeiros públicos têm sido canalizados para a produção de electricidade a partir da eólica e fotovoltaica, ressurgindo agora propostas para alavancar as produções de hidrogénio.

Os alemães são renomados especialistas, designadamente nos gases. Lembrar o pioneirismo que demonstraram com o lançamento de dirigíveis, tanto para fins militares, como para transporte de pessoas. É conhecido o caso do Zeppelin [12] que, nutrido com hidrogénio e baptizado como Hindenburg, acabou mal lá para os lados de Lakehurst (New York), em 6 de maio de 1937, tendo explodido causando a morte a 35 pessoas.

Plano verde, intermitência das fontes renováveis e hidrogénio energético

O Plano Verde de 2019 (Green Deal), é um roteiro que visa tornar a Europa " o primeiro continente neutro quanto ao clima " [13] . A Europa espera engajar nesta campanha todos os países porque já percebeu que: todos devem precificar o carbono; todos devem gastar enormes recursos públicos na promoção das renováveis e do hidrogénio; todos devem ter tarifas, impostos e taxas tendencialmente elevadas. Não sendo assim a competitividade das produções dos desalinhados colocaria a Europa em maus lençóis no comércio global.

A "neutralidade carbónica", ou seja, as "zero emissões líquidas de CO2" na Europa, não são, de facto, "emissões zero". Porque será necessário absorver as significativas emissões de CO2 emitido a partir dos usos de gás natural. E isso é um problema. Simultaneamente, teria que se manter a tendência e, até, aumentá-la, da atribuição de subvenções públicas e de subsidiação pelos consumidores da electricidade e do gás natural. Outro grave problema.

Sendo a combustão do hidrogénio isenta de emissões CO2, aliás, de quaisquer contaminantes atmosféricos, é natural que a crença natural no seu potencial redentor perante a enorme pressão da questão climática tivesse ressurgido. A hipótese já se tinha colocado durante os choques do petróleo da década de 1970.

Assim, dos treze maiores projectos em estudo ou arranque no mundo, cinco estão na UE. O maior envolve 26 GW e está numa fase de apreciação inicial na Austrália. Os dois mais pequenos têm 1 GW e situam-se nem Portugal (Sines) e na Alemanha (Rostock), estando ambos em análise de viabilidade.

A eletricidade que circula nas grandes redes de transporte e distribuição é evanescente: só existe se houver consumo simultâneo. Esta característica, que muitos ainda não conseguiram compreender, complica muito a gestão de produção, transporte e distribuição de eletricidade. Pode produzir-se toda a eletricidade necessária, de forma permanente e em qualquer hora, numa central nuclear, a gás, termoelétrica, a carvão ou grande hidroelétrica (com albufeira). Quanto à energia do vento e do sol não acompanha as necessidades de consumo, porque funciona de acordo com a Natureza. Por isso, as energias intermitentes produzem, em média, apenas 19% da capacidade instalada (potência de pico). Na Europa, produzem apenas durante o equivalente a 10 semanas por ano.

A produção, seja intermitente ou não, deve ser constantemente igual ao consumo. Se houver muito vento gerando-se mais eletricidade do que a necessária num país, ela terá de ser vendida a um vizinho. Por vezes o escoamento implica oferecer essa eletricidade excedente a um preço negativo. Quanto mais centros de eletricidade intermitente [14] existirem mais o consumidor doméstico paga por ela. Vimos isso em Portugal, embora o aumento também se tivesse devido a outras alcavalas e rendas excessivas.

Mas – pergunta de um milhão de dólares – e se armazenarmos a electricidade em vez de a vendermos a preço negativo? E é aqui que aparece o retornado hidrogénio!

A Alemanha lidera esta estratégia: produzir "hidrogénio verde" através das vias que já foram registadas, gás que já pode ser liquefeito, armazenado e transportado. A Alemanha e alguns países vizinhos, dominam essas tecnologias, estando ávidos por exportá-las.

Mas, pergunta-se, o uso energético do hidrogénio assim produzido é energeticamente eficiente e economicamente rentável?

Faça-se uma breve análise. O processo está dividido em quatro etapas:

1) Produzir eletricidade em grandes áreas dedicadas à eólica e à solar fotovoltaica,
2) Transformar a eletricidade excedente em hidrogénio através da eletrólise;
3) Comprimir/liquefazer/transportar o hidrogénio;
4) Voltar a gasificá-lo a fim de o queimar/oxidar para, de novo, produzir eletricidade.

Nenhuma destas etapas poderia ter 100% de eficiência. A etapa 2 tem, no máximo, 80% e a etapa 3 cerca de 70%. Na Etapa 4, com as células de combustível actuais, atinge-se uma eficiência de 50%, embora podendo-se imaginar 60% no futuro a médio prazo. A eficiência do ciclo energia solar – eletricidade – hidrogénio – electricidade/calor, é, portanto, de 28%!

Que empreendedor investiria em tal negócio se não houvesse subsidiação?

Outra hipótese prevista, a injecção de hidrogénio nas redes de gás natural, já em 1990 se tinha colocado. Contudo, a molécula de H2 é nobre, mas energeticamente pobre: ao misturá-la com o metano há empobrecimento da mistura. Então, pergunta-se, quem irá pagar essa perda de capacidade energética?

A concretização desta política para o hidrogénio, implicará a atribuição de milhares de milhões de euros em subvenções não reembolsáveis aos investidores. E, as populações continuarão a sofrer mais agravamentos nos preços, tarifas e impostos!

Não é opção, nem isso faria sentido, ser contra o uso de fontes de energia renováveis. As objeções colocadas relacionam-se com a intensidade do uso, com as formas socioeconómicas da exploração e com as fabulosas alocações de recursos públicos desviados de outras áreas, designadamente do combate à poluição.

No fundo, a questão está estreitamente relacionada com o funcionamento mundial sob o dominante e contraditório sistema capitalista, e com a sua atávica necessidade de compensar a baixa tendencial da taxa de lucro através do aumento da exploração de recursos e da destruição, "criativa" ou bélica, de capital.