O mito da economia do hidrogénio

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Há muita conversa acerca da economia do hidrogénio. No melhor dos casos ela é ingénua, e no pior desonesta. Uma economia do hidrogénio seria na verdade uma coisa lamentável e paupérrima.

Há um certo número de problemas com as pilhas de combustível (fuel cells). Muitos deles referem-se ao engineering e provavelmente poderiam ser superados. Mas há um viés básico que nunca poderá ser ultrapassado:

O hidrogénio livre não é uma fonte de energia — ele é um vector (carrier) de energia. O hidrogénio livre não existe neste planeta, de modo que para obtê-lo temos de romper moléculas que o contenham.

Isto é devido à Segunda Lei da Termodinâmica, e não há volta a dar-lhe. Estamos a trabalhar com catalisadores que ajudarão a reduzir a energia necessária para gerar hidrogénio livre, mas sempre haverá uma perda de energia, e os próprios catalisadores tornar-se-ão terrivelmente caros se tiverem de ser fabricados numa escala consentânea com as actuais exigências de energia dos transportes.

Praticamente todo o hidrogénio livre hoje produzido é obtido a partir do gás natural. Assim, sem qualquer dúvida, não podemos escapar à nossa dependência dos hidrocarbonetos não renováveis.

Esta matéria-prima é tratada com vapor a fim de retirar o hidrogénio das moléculas de metano. E o vapor é produzido por água a ferver produzida com gás natural.

Globalmente, há cerca de 60% de perda de energia neste processo. E, como está dependente da disponibilidade de gás natural, o preço do hidrogénio produzido por este método será sempre um múltiplo do preço do gás natural.

Ah!, mas existe uma fonte inexaurível de água a partir da qual poderíamos obter o nosso hidrogénio. Contudo, separar hidrogénio da água exige um ainda mais elevado investimento de energia por unidade de água (286kJ pormol ).

Todos os processo de dividir moléculas de água, incluindo sobretudo a electrólise e a decomposição térmica, exigem grandes investimentos de energia, tornando-as inúteis.

Os advogados do hidrogénio gostam de destacar que o desenvolvimento de células solares ou parques eólicos proporcionariam energia renovável que poderia ser utilizada para obter hidrogénio. A energia exigida para produzir 1 TWh (1 Terawatt-hora = 10 9 kWh) de hidrogénio é 1,3 TWh de electricidade.

Mesmo com avanços recentes na tecnologia do fotovoltaico, os conjuntos de placas com células solares seria enormes, e teriam de ser dispostas em áreas iluminação solar adequada.

Também devemos considerar a água a partir da qual obteríamos este hidrogénio. Para cumprir as nossas actuais necessidades de transportes, teríamos de divergir 5% do fluxo do Rio Mississipi.

Isto exigiria ainda mais energia, mais uma vez reduzindo os proveitos do hidrogénio. Esta água teria então de ser entregue a um conjunto de placas fotovoltaicas da dimensão das Grandes Planícies (Great Plains). Demasiado para a agricultura.

O único meio de a produção de energia poder aproximar-se da praticalidade é através da utilização de centrais nucleares. Para gerar a quantidade de energia utilizada actualmente pelos Estados Unidos seriam precisos 900 reactores nucleares adicionais, a um custo de aproximadamente US$ 1 mil milhões por reactor.

Actualmente existem apenas 440 reactores nucleares a operarem em todo o mundo. A menos que aperfeiçoemos muito depressa os reactores reprodutores rápidos (breeders), haverá uma escassez de urânio muito antes de termos acabado o nosso programa de construção de reactores.

Mesmo o hidrogénio derivado da energia nuclear seria caro. Abastecer um carro com hidrogénio equivalente a 15 galões (56,7 litros) de gasolina poderia custar até US$ 400.

Se o hidrogénio estivesse em forma gasosa, o seu reservatório teria de ser suficientemente grande para guardar 178.500 litros. A compressão do hidrogénio reduziria a dimensão do reservatório de armazenagem a um décimo. E o hidrogénio liquefeito exigir um reservatório com apenas quatro vezes a dimensão do reservatório de gasolina.

Por outras palavras, um reservatório de gasolina com 15 galões seria o equivalente a um reservatório de hidrogénio com 60 galões (226,8 litros). E, naturalmente, transportar uma quantidade de hidrogénio com a energia equivalente para o posto de abastecimento exigiria 21 vezes mais camiões do que para a gasolina.

O hidrogénio comprimido e liquefeito apresenta problemas que lhe são inerentes. Ambas as técnicas exigem energia e assim, mais uma vez, reduz o rácio de energia líquida do hidrogénio.

O hidrogénio liquefeito é bastante frio para congelar o ar, o que leva a problemas com acúmulos de pressão devido à obstrução de válvulas. Ambas as formas de armazenagem de hidrogénio são passíveis de fugas. De facto, todas as formas de hidrogénio puro são difíceis de armazenar.

O hidrogénio é o elemento mais pequeno e, como tal, pode escapar de qualquer contentor, não importa quão bem selado esteja ele. O hidrogénio em armazenagem evaporará à taxa de pelo menos 1,7% ao dia.

Não poderemos armazenar veículos a hidrogénio em edifícios. Nem tão pouco podemos permitir que eles estacionem ao sol. E como o hidrogénio atravessa metais, ele provoca uma reacção química que torna os metais quebradiços. As fugas de hidrogénio também poderiam ter um efeito adverso tanto no aquecimento global como na camada de ozono.

O hidrogénio livre é extremamente reactivo. Ele é dez vezes mais inflamável do que a gasolina, e vinte vezes mais explosivo. E a chama do hidrogénio é invisível.

Isto faz com que se torne muito perigoso trabalhar com ele, particularmente em postos de abastecimento e veículos de transporte. Os acidentes de tráfego teriam uma tendência a serem catastróficos. E há a possibilidade de que veículos mais velhos pudessem explodir mesmo sem qualquer colisão.

À cabeça de tudo isto devemos considerar a terrível despesa de converter da gasolina para o hidrogénio. A infraestrutura teria de ser construída virtualmente a partir do nada, a um custo de milhares de milhões. A nossa infraestrutura de petróleo e gás natural evoluiu ao longo do século passado, mas esta transição para o hidrogénio teria de ser feita em 20 anos ou menos.

Os engenheiros da indústria automóvel não acreditam que alguma vez tenhamos uma economia do hidrogénio. A Daimler-Chrysler admitiu isto. Ao invés de desenvolver uma economia do hidrogénio, faz mais sentido — e fará sempre mais sentido — comprar um carro mais eficiente, usar transporte público, andar de bicicleta ou ir a pé.

Autor de The End of the Oil Age.