Estudo científico sobre os requisitos de recursos e consequências da utilização em larga escala do hidrogénio na Europa

O plano REPowerEU da União Europeia de 2022 apresenta um quadro abrangente para apoiar a adoção de hidrogénio renovável e com baixas emissões de carbono, a fim de ajudar a descarbonizar a UE.

Contributo para a descarbonização dos países da UE

Segundo informação da União Europeia (UE), em 2022, o hidrogénio representava menos de 2 % do consumo energético da Europa e era utilizado principalmente para produzir produtos químicos, como plásticos e fertilizantes. Cerca de 96 % deste hidrogénio era produzido a partir de gás natural, o que resultava em quantidades significativas de emissões de CO₂.

Atualmente o objetivo da UE é que, até 2050, o hidrogénio renovável consiga cobrir cerca de 10 % das necessidades energéticas da UE, descarbonizando significativamente os processos industriais intensivos em energia e o setor dos transportes.

No entanto, isto requer uma quantidade considerável de eletricidade renovável, recursos hídricos significativos e, para o caso do transporte, infraestrutura para compressão ou liquefação para armazenamento, transporte do gás ou abastecimento de veículos.

À medida que os países europeus fazem a transição para combustíveis com menor impacto nas alterações climáticas, poderão surgir desafios distintos. É de referir que o hidrogénio eletrolítico ainda não foi utilizado diretamente nos transportes e indústria em grande escala, nem produzido em grandes quantidades na Europa.

Desafios para a produção e utilização do hidrogénio

Muitos estudos se têm desenvolvido neste âmbito, designadamente uma investigação mais recente publicada no Nature Sustainability.

Neste estudo analisam-se as potenciais consequências da utilização e produção futuras de hidrogénio em toda a Europa, no sector dos transportes, incluindo camiões, transporte marítimo e aviação, e em indústrias como a siderurgia, produção de amoníaco, de produtos químicos de elevado valor acrescentado e a produção de combustíveis.

As avaliações efetuadas no estudo baseiam-se num modelo geoespacial específico, o SVENG (Simulating Vehicle Energy Needs Geospatially), desenvolvido para esta investigação. Este modelo é uma representação digital da superfície terrestre e dos seus elementos, utilizando dados georreferenciados para analisar, visualizar e prever padrões espaciais.

Para o transporte, a procura é modelada através de dados logísticos detalhados, o que permite alocar a procura considerando os fluxos de transporte.

Para os camiões, a procura é alocada ao longo da rota logística considerando a procura de energia devido à influência diferenciada da velocidade possível da estrada e da topografia, que comprovadamente impactam significativamente na localização simulada dos postos de abastecimento de hidrogénio.

A disponibilização de infraestruturas de reabastecimento é importante para facilitar a adoção de novos veículos, mas o AFIR pode resultar em custos elevados para a infraestrutura não utilizada, se a adoção de veículos a hidrogénio ficar para trás.

Este risco é especialmente grande para alguns países com baixos volumes de carga. Ao modelar a distribuição geoespacial da necessidade de infraestrutura de reabastecimento de hidrogénio para camiões de longa distância, considerar os requisitos de energia devido aos diferentes perfis de estrada tem uma influência significativa nos resultados.

A produção eletrolítica de hidrogénio também pode contribuir para a sobre-exploração da água em algumas localidades, correndo-se o risco de causar escassez de água, particularmente em áreas da Europa que já sofrem de estresse hídrico.

Neste estudo os resultados mostram que cerca de 20% da utilização anual de água para a produção de hidrogénio ocorrerá em áreas com um risco projetado extremamente elevado de estresse hídrico, e a falta de água local causada pela produção de hidrogénio virá agravar a situação.

A intensidade de utilização da terra para a produção de hidrogénio a partir de fontes renováveis é baixa em comparação com o cultivo de biomassa para a produção de biocombustíveis, mas a geração de energia renovável, como a solar e a eólica, enfrenta outros desafios, como problemas de aceitação.

Os resultados da modelação apresentados neste estudo apontam para diferentes problemas e potenciais benefícios em algumas abordagens técnicas, utilizando dados e métodos com uma resolução geoespacial superior à de muitos estudos anteriores.

A modelação é apenas uma ferramenta entre muitas, capaz de facilitar certas perspectivas específicas e contribuir para enfrentar os desafios futuros da transição energética.

A publicação de novos conjuntos de dados geoespaciais detalhados abrirá, espera-se, novas possibilidades para a modelação de outros aspetos.

O modelo construído para este estudo, SVENG, apresenta algumas novas vias potenciais para investigação, que poderiam facilitar ainda mais a compreensão das consequências do uso de hidrogénio e outros combustíveis em diferentes caminhos de transição energética no setor de transportes.