Hidrogênio a partir de rochas pode combinar produção de combustível limpo com armazenamento de CO2

Um conceito climático de dois em um avança para testes de campo

Pesquisadores estão testando uma ideia que, se ganhar escala, poderá enfrentar ao mesmo tempo dois grandes problemas climáticos: produzir hidrogênio de baixo carbono e armazenar dióxido de carbono no subsolo, nos mesmos sistemas rochosos. A abordagem, descrita no texto de origem fornecido, mostrou resultados promissores em trabalhos de laboratório com um tipo comum de rocha, e agora os cientistas querem levá-la para testes de campo com parceiros da indústria.

O conceito surge em um momento em que o hidrogênio continua sendo ao mesmo tempo estrategicamente importante e comercialmente difícil. O hidrogênio limpo é amplamente visto como útil para setores que são difíceis de eletrificar diretamente, incluindo a produção de fertilizantes e a fabricação de aço. Mas a maior parte do hidrogênio hoje ainda é produzida a partir de combustíveis fósseis, o que significa que esse combustível geralmente carrega uma grande pegada de carbono.

A rota proposta baseada em rochas busca mudar essa equação. Em vez de depender da produção convencional a partir de fósseis ou do uso de eletricidade renovável para dividir a água, os pesquisadores querem acionar processos geológicos subterrâneos que gerem hidrogênio enquanto o CO2 é mineralizado ou de outra forma armazenado na rocha ao redor.

Por que os pesquisadores estão olhando para o subsolo

Há várias razões para essa linha de pesquisa chamar atenção. Uma delas é o custo. O hidrogênio produzido por eletrólise usando energia eólica ou solar está crescendo, mas ainda é relativamente caro e exige grandes quantidades de eletricidade limpa. Usar essa eletricidade para hidrogênio também significa que ela não está disponível para outras necessidades de descarbonização, como substituir a geração a carvão.

Outra razão é a escala. Cresceu o interesse no hidrogênio natural ou geológico, a ideia de que rochas subterrâneas podem gerar hidrogênio, seja de forma natural, seja por estímulo. Alguns pesquisadores acreditam que o potencial pode ser enorme. Outros são mais cautelosos, e o texto de origem reflete essa incerteza. Ele observa que o hidrogênio natural quase puro é extraído atualmente em apenas um pequeno local comercial, em Bourakébougou, no Mali.

A nova proposta fica entre a exploração de hidrogênio natural puro e a fabricação convencional de hidrogênio. Em vez de simplesmente procurar depósitos subterrâneos já existentes, os pesquisadores estão investigando se conseguem produzir hidrogênio de forma econômica em formações rochosas, ao mesmo tempo em que sequestram CO2.

O que os trabalhos de laboratório sugerem

Segundo o texto de origem fornecido, pesquisadores da Universidade do Texas em Austin mostraram em estudos de laboratório que o processo funciona para um tipo comum de rocha. O próximo passo é testar se essa química pode ser levada para condições de campo, onde temperatura, permeabilidade, comportamento dos fluidos e economia ficam muito mais complexos.

A ambição vai além do hidrogênio. Os pesquisadores dizem que talvez seja até possível produzir energia geotérmica ao mesmo tempo. Se isso ocorrer, o mesmo sistema subterrâneo poderia potencialmente gerar três resultados relevantes para o clima: combustível limpo, armazenamento de carbono e calor ou energia utilizável.

É essa combinação que faz o conceito se destacar. Cada uma dessas metas vem sendo perseguida separadamente no setor de energia, mas integrá-las em um único fluxo geológico poderia tornar alguns projetos mais atraentes se a engenharia se mostrar viável.

A promessa comercial e as incertezas

A promessa é fácil de ver. O hidrogênio é necessário para vários processos industriais que não podem simplesmente migrar para a eletricidade direta. O armazenamento de dióxido de carbono também é essencial em muitos cenários de emissões líquidas zero, especialmente para setores com emissões residuais. Um sistema que use um mesmo conjunto de rochas para ambos os fins poderia melhorar a economia dos projetos e reduzir a duplicação de infraestrutura.

Mas as incertezas são grandes. O sucesso em laboratório não garante viabilidade em campo. As formações rochosas variam muito. As taxas de produção podem ser difíceis de prever. O manejo do CO2, a gestão do reservatório e os requisitos de monitoramento podem complicar a implantação. Os custos importam tanto quanto a química.

O texto de origem é cuidadoso nesse ponto. Os pesquisadores não afirmam ter uma tecnologia comercial madura. Eles dizem que esperam demonstrar que o hidrogênio pode ser produzido de forma econômica enquanto o CO2 é sequestrado. Essa formulação coloca o conceito exatamente onde ele está hoje: promissor, mas ainda não comprovado.

O que isso pode significar para o cenário do hidrogênio

Se os testes de campo forem bem-sucedidos, o trabalho pode ampliar a conversa sobre hidrogênio para além das categorias atuais de hidrogênio cinza, azul e verde. A produção geológica associada ao armazenamento de carbono poderia surgir como uma rota distinta, especialmente em regiões com formações rochosas adequadas e demanda industrial próxima.

Também poderia alterar o debate sobre hidrogênio natural. Grande parte desse debate se concentrou em saber se o mundo tem hidrogênio subterrâneo acessível em quantidade suficiente para importar. A abordagem descrita aqui muda o foco para produzir hidrogênio no subsolo por meio de processos geoquímicos projetados, em vez de depender apenas de reservatórios naturalmente acumulados.

Isso é potencialmente importante porque muda a questão de descoberta para projeto. Em vez de perguntar apenas onde o hidrogênio já existe, as empresas poderiam perguntar onde a geologia é favorável à sua produção enquanto o carbono é retido.

O caminho do estudo em laboratório até um sistema comercial ainda é longo. Mas o apelo da ideia é claro. Em uma economia em descarbonização, as tecnologias mais valiosas talvez sejam aquelas que resolvem vários gargalos ao mesmo tempo. Transformar formações rochosas em locais de geração de hidrogênio e armazenamento de CO2 é exatamente esse tipo de proposta, motivo pelo qual essa pesquisa inicial provavelmente atrairá forte atenção de desenvolvedores de energia e estrategistas climáticos.

Este artigo é baseado na cobertura da New Scientist. Leia o artigo original.