A NOVA ECONOMIA E AS NOVAS TECNOLOGIAS
(Omar Campos Ferreira)
A substituição da economia baseada em combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás natural) pela economia fundada no hidrogênio desperta expectativas otimistas alimentada por epítetos como “combustível limpo”, “disponibilidade ilimitada”, “custos de produção declinantes”, etc... Todavia, o hidrogênio, assim como a eletricidade, não é uma forma primária de energia, visto não existir em estado livre, em quantidade apreciável. Obter hidrogênio significa extraí-lo de alguma substância natural com a intervenção de alguma fonte primária de energia. Em qualquer conversão há perdas relacionadas com a fuga de energia do sistema, avaliada pela Lei de Conservação, e com a dissipação, forma de perda descrita pela Lei da Entropia, de aplicação mais sutil. A conversão se justifica, em geral, pela maior comodidade ou segurança de uso, pela melhor qualidade da produção, pela diminuição de danos imediatos ao ambiente, etc...
O custo da forma secundária é necessariamente superior ao da forma primária correspondente, de maneira que baixar o custo de obtenção da forma secundária significa aproxima-lo do custo da forma original de energia. Portanto, a introdução de uma tecnologia de conversão nova, como no caso do hidrogênio, deve ser precedida de estudos sobre os benefícios e custos atuais e futuros da novidade.
O hidrogênio pode ser liberado por vários processos, como o de reação de vapor d'água com coque de carvão mineral, ou carvão vegetal, da qual resulta a mistura de hidrogênio (H2) e monóxido de carbono (CO), conhecida como gás d´água; em uma segunda reação, o monóxido reage com o vapor, em presença de catalisador, liberando mais hidrogênio e dióxido de carbono (CO2) que é absorvido juntamente com impurezas. Outra rota é a chamada reforma do gás natural, consistindo na reação deste com vapor d'água a alta temperatura e em presença de catalisador. A terceira via é a eletrólise da água, na qual o hidrogênio e o oxigênio são separados pela passagem de corrente elétrica por uma solução de ácido, base ou sal.
A eletrólise tem sido a rota preferida para a obtenção de hidrogênio de alta pureza, sem a liberação concomitante de compostos do carbono, satisfazendo assim os requisitos ambientais. Para usos industriais não se exige elevado grau de pureza, sendo a reforma do gás natural, de hidrocarbonetos, em geral, e de outras substâncias orgânicas, principalmente de álcoois, é uma opção conveniente.
A célula a combustível, que seria o conversor básico na nova economia, é uma variedade de pilha química, de carregamento contínuo, na qual hidrogênio e oxigênio trocam elétrons com eletrodos de platina, gerando uma corrente elétrica em um circuito externo. Trata-se, pois, de um conversor de energia química em energia elétrica que substitui a rota tradicional, baseado na combustão que inicia um ciclo termodinâmico, transformando energia térmica (dos produtos da combustão) em energia mecânica, usada, entre outras finalidades, para acionar um gerador de eletricidade.
Como a célula a combustível é apenas um componente de uma cadeia de conversores, suas vantagens e desvantagens devem ser avaliadas nesse contexto, especialmente no que tange o processo de geração da eletricidade necessária à eletrólise. As aplicações já divisadas para a célula a hidrogênio são a geração distribuída de eletricidade e o acionamento de veículos através de motores elétricos.
A geração distribuída tem a vantagem de diminuir a perda de energia elétrica na transmissão e distribuição, além de proporcionar alternativas de suprimento em situações de crise do sistema principal. No Brasil, a geração centralizada, em usinas hidroelétricas de grande porte, interligadas por uma rede de transmissão, é a modalidade predominante. O custo de geração hidroelétrica no Brasil é um dos mais baixos de todo o mundo, o que se deve à abundância de água e à topografia favorável da região costeira. À medida que a economia nacional se desenvolve, os melhores sítios para a instalação de hidroelétricas são ocupados e o custo de geração aumenta, abrindo espaço para as alternativas. A crise de suprimento de 2001 despertou a atenção das autoridades e de especialistas para a vulnerabilidade do sistema hidroelétrico decorrente, em parte, da escassez de investimentos em novos reservatórios e em linhas de transmissão. Ademais, a perda de energia na transmissão tem crescido regularmente desde a década de 80, quando foi feita a última mudança de porte no sistema, em preparação para a transmissão da eletricidade gerada em Itaipu.
