Se quisermos atingir a meta de carbono zero em 2050, precisaremos de soluções energéticas sustentáveis e inovadoras, principalmente nas cidades, que consomem dois terços da energia produzida no mundo, e são responsáveis por 70% das emissões globais de CO2.
Nesse cenário, a energia gerada pelo hidrogênio, que pode ser produzida a partir de fontes renováveis sem a liberação de gases de efeito estufa, surge como uma das alternativas mais promissoras.
O hidrogênio gera energia limpa e, quando consumido em uma célula de combustível, produz apenas água, eletricidade e calor. O hidrogênio e as células de combustível podem desempenhar papel importante na estratégia energética das cidades para uso em uma ampla gama de aplicações e em praticamente todos os setores.
Ao sul de Tóquio, na base do Monte Fuji, a Toyota está liderando um projeto chamado Woven City, que consiste na construção do protótipo de uma cidade futurista movida a hidrogênio, para 2.000 habitantes.
A Toyota anunciou que está fazendo parceria com a empresa petrolífera japonesa Eneos (Nippon Oil Corporation), para construir um sistema de célula de combustível de hidrogênio, para ser usada como uma das fontes de energia da pretensa cidade.
Ambas as empresas planejam realizar pesquisas avançadas sobre o fornecimento de hidrogênio como parte dessa parceria. Elas usarão o experimento real na cidade de Woven City para validar uma unidade básica de demanda de hidrogênio voltada a vários usos de transporte e energia.
Cidades operando com sistema 100% de hidrogênio não são uma perspectiva realista. Entretanto, a integração com outras tecnologias pode ser a solução mais inteligente para o futuro da vida nas cidades.
A energia para todas as necessidades da comunidade em Woven City virá da combinação de fontes limpas e renováveis: energia solar, geotérmica e tecnologia de célula de combustível de hidrogênio.
O hidrogênio parece ser a solução para muitos desafios na transição energética urbana. Contudo, é claramente mais adequado para algumas situações do que para outras, e sua aplicação nas cidades dependerá muito da forma como a tecnologia e seus custos evoluirão em comparação com outras soluções descarbonizadas.
Há consenso sobre o potencial do hidrogênio na descarbonização da indústria pesada, especialmente do aço, mas também refinarias, cimento, cerâmica e produtos químicos. Essencialmente, qualquer indústria que precise de temperaturas extremamente altas.
Um dos maiores desafios de uma rede de eletricidade renovável é a diferença entre a produção de energia no verão e no inverno, como acontece no Brasil, onde há forte dependência da geração energética das hidroelétricas com as estações chuvosas. Nesta situação, a produção de energia a partir do hidrogênio pode suprir eventual escassez sazonal.
Contudo, é no transporte que o hidrogênio começa a ter maior importância. Os trens eletrificados com fios aéreos serão combinados cada vez mais com os trens movidos a hidrogênio e, provavelmente, coexistirão por décadas em função de diferentes distâncias e padrões de uso.
Os ônibus elétricos movidos a bateria e célula de combustível de hidrogênio estão se espalhando rapidamente em cidades da Europa, embora ainda estejam muito atrás da China, onde são encontrados 99% dos ônibus elétricos do mundo. Ambos os modelos têm emissões zero no tubo de escape, ajudando a lidar com a poluição local do ar.
Talvez o maior desafio para a utilização do hidrogênio seja a produção de energia a baixo custo, para que haja competitividade com combustíveis e tecnologias convencionais. Pesquisas focadas em melhorar a eficiência e a vida útil das tecnologias, bem como reduzir o custo de equipamentos, operação e manutenção, serão fundamentais para que tenhamos no futuro cidades movidas a hidrogênio.
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