Na cidade de Duisburg, no coração industrial da Alemanha, há um vasto complexo siderúrgico que é um dos maiores poluidores da Europa. Mas ao lado dos fornos e fundições da usina, os técnicos desenvolveram uma máquina que em breve poderá desempenhar um papel vital na redução das emissões de gases de efeito estufa.
Ao usar a eletricidade para dividir a água em seus dois elementos, o dispositivo, um modelo de teste chamado de eletrolisador, produz hidrogênio, um gás livre de carbono que poderia ajudar a alimentar usinas como a de Duisburg. Se adotados amplamente, os dispositivos poderiam ajudar a limpar a indústria pesada, como a siderúrgica, na Alemanha e em outros lugares.
“Talvez estejamos em um dos poucos setores muito promissores em que a Alemanha tem uma base significativa e muito promissora”, disse Werner Ponikwar, executivo-chefe da ThyssenKrupp Nucera, que produz os eletrolisadores. A empresa foi desmembrada da ThyssenKrupp, uma gigante alemã do aço, em 2023.
O projeto da Nucera foi apoiado por um fundo do governo alemão no valor de 700 milhões de euros, ou US$ 746 milhões. No total, os governos estaduais e federais alemães destinaram 13,2 bilhões de euros para investimentos em cerca de duas dúzias de projetos para desenvolver o hidrogênio.
O conceito de hidrogênio como fonte de energia renovável existe há anos, mas somente na última década a ideia de seu potencial para substituir os combustíveis fósseis para alimentar a indústria pesada decolou, levando a um maior investimento e avanços na tecnologia.
Esse apoio está começando a dar frutos. Os proprietários de alguns dos projetos de energia limpa mais ambiciosos do mundo, incluindo a Shell, a maior empresa de energia da Europa, e o governo da Arábia Saudita, encomendaram versões muito maiores do eletrolisador de dois megawatts em Duisburg, enquanto buscam uma era industrial livre de carbono.
Washington destinou mais recursos como parte dos incentivos da Lei de Redução da Inflação do Presidente Biden, a lei de 2022 que está oferecendo centenas de bilhões de dólares para tecnologia verde ou livre de carbono. O Departamento de Energia concedeu à Nucera um subsídio de US$ 50 milhões no mês passado para desenvolver ainda mais a produção de eletrolisadores em escala de gigawatts para a América do Norte.
Esses grandes subsídios refletem o reconhecimento de que a tecnologia não sairá do papel sem o apoio do governo, disse Christoph Noeres, diretor de hidrogênio verde da Nucera, apontando para as promessas multibilionárias de projetos de aço e hidrogênio verdes de Berlim a Washington.
“Acho que eles entenderam que agora deve ser em grande escala”, disse ele.
Os analistas apontam para a capacidade do hidrogênio produzido com energia renovável de reduzir as emissões de dióxido de carbono das indústrias pesadas, incluindo a siderurgia e as viagens de longa distância por via aérea ou marítima.
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“A única razão pela qual não devemos acreditar no hidrogênio é se não acreditarmos na descarbonização como um todo”, disse Bernd Heid, que dirige a Plataforma para Tecnologias Climáticas da empresa de consultoria McKinsey & Company. “Há altos e baixos e isso acontece em ondas, mas estou confiante de que estamos em um longo e constante caminho para a descarbonização.”
A Alemanha está trabalhando para reduzir radicalmente a quantidade de dióxido de carbono que emite até 2045. Isso significará não apenas mudar para combustíveis de baixo carbono, como eletricidade para aquecimento e transporte, mas também encontrar maneiras de reduzir as emissões dos setores mais sujos, incluindo aço, fertilizantes e cimento.
A ThyssenKrupp planeja usar o hidrogênio para ajudar a reduzir os 20 milhões de toneladas de dióxido de carbono que sua usina siderúrgica em Duisburg emite a cada ano, ou cerca de 2,5% das emissões totais da Alemanha. A empresa, cujas raízes remontam à revolução industrial do século 19, viu recentemente sua existência ameaçada pela concorrência da China e por outros fatores que prejudicam seus principais negócios, inclusive a produção de aço.
Em 11 de abril, a ThyssenKrupp anunciou que reduziria a capacidade de produção da fábrica de Duisburg, que emprega cerca de 13 mil pessoas, em cerca de 20%. A empresa citou os altos preços da energia e a pressão para atingir a neutralidade de carbono entre os motivos da redução.
A incursão da ThyssenKrupp no hidrogênio por meio da Nucera, da qual detém pouco mais de 50%, mostra que as sementes do crescimento econômico das indústrias alemãs podem estar nas paisagens enferrujadas da decadência industrial. Entre os negócios da ThyssenKrupp estava um fornecedor líder mundial de equipamentos para a produção de cloro, um produto químico com muitos usos, inclusive em água potável e piscinas. Acontece que novas iterações dessas máquinas podem ser usadas para produzir hidrogênio.
Com o aumento do interesse no uso do hidrogênio como combustível limpo, os executivos da ThyssenKrupp perceberam que poderiam garantir um lugar no negócio de energia renovável. “Todos os recursos pelos quais, eu diria, nosso setor está lutando, nós já temos em nossos bolsos”, disse Ponikwar.
Estar vinculado a uma empresa conhecida que ajudou a construir fábricas e outras grandes instalações em todo o mundo acabou sendo um ponto de venda para clientes em potencial. Quando a CF Industries, uma grande fabricante de fertilizantes, decidiu investir em um eletrolisador para ajudar a produzir amônia de baixa emissão em uma fábrica em Donaldsonville, na Califórnia, foi o histórico industrial da ThyssenKrupp que a levou a escolher a Nucera para fornecer uma unidade de US$ 100 milhões.
“Acreditamos que ela oferecia o menor risco do ponto de vista tecnológico e o mais alto desempenho e confiabilidade”, disse Tony Will, executivo-chefe da CF Industries.
Atributos semelhantes levaram a H2 Green Steel, uma start-up sediada em Estocolmo, a escolher a ThyssenKrupp para fornecer o que pode ser o maior eletrolisador da Europa para uma usina no norte da Suécia que produzirá aço livre de emissões. Pouquíssimos fornecedores em potencial “têm os músculos” para cumprir as metas de desempenho exigidas, disse Maria Persson Gulda, diretora de tecnologia da H2 Green Steel.
A Nucera não escapou totalmente da desaceleração das energias renováveis, que derrubou as ações de outras empresas voltadas para o hidrogênio, como a ITM Power, na Grã-Bretanha, e a Plug Power, nos Estados Unidos. As ações da empresa, que foram cotadas a € 20 em julho, caíram para cerca de € 12.
Com as taxas de juros mais altas e a inflação alterando a economia dos projetos de energia renovável, os analistas reduziram suas previsões para a adoção do hidrogênio. “Tudo está mais caro do que se pensava”, disse Hector Arreola, principal analista de hidrogênio da Wood Mackenzie, uma empresa de consultoria em energia.
A Nucera informou em fevereiro que as vendas do trimestre encerrado em 31 de dezembro aumentaram 35% em relação ao ano anterior, atingindo 208 milhões de euros.
O impulso veio principalmente da entrega de eletrolisadores para a Arábia Saudita, onde a empresa está fornecendo o que poderia ser o maior conjunto de produtores de hidrogênio verde do mundo como parte de um projeto de US$ 8,4 bilhões na região de Neom, a ambiciosa cidade que está sendo construída pelo príncipe herdeiro Mohammed bin Salman. O governo saudita detém 6% das ações da Nucera.
A economia do hidrogênio verde é determinada em grande parte pelo preço dos eletrolisadores e pelo custo dos volumes de energia elétrica sem carbono necessários para operá-los. Em um esforço para manter a liderança em energia nos próximos anos, a Arábia Saudita tem grandes ambições como exportadora de hidrogênio porque pode produzir energia solar barata em seus vastos desertos. A H2 Green Steel garantiu um contrato de baixo custo para energia hidrelétrica, outra fonte verde.
O hidrogênio verde produzido por eletrolisadores tende a ser mais caro do que o chamado hidrogênio cinza, que depende de combustíveis fósseis e produz emissões quando usado em indústrias como a de fertilizantes e de refino de petróleo. Um índice experimental de hidrogênio compilado pela European Energy Exchange, um mercado financeiro, fixa o hidrogênio verde em cerca de oito vezes o custo dos futuros do gás natural europeu.
Will, da CF Industries, disse que o principal custo de energia para produzir sua amônia verde seria de US$ 600 por tonelada — seis vezes mais do que com o hidrogênio cinza. Ele está fazendo fila de clientes dispostos a pagar um prêmio por um produto verde.
A CF Industries disse que o apoio para a produção de hidrogênio sob a Lei de Redução da Inflação do governo Biden poderia reduzir grande parte da diferença.
Ao mesmo tempo, os participantes industriais existentes parecem ter a probabilidade de desempenhar um papel fundamental na mudança para processos mais limpos usando hidrogênio e outras alternativas.
“É necessário o conjunto de habilidades que a Europa — e especialmente a Alemanha — desenvolveu nos últimos cem anos”, disse Heid. “As empresas industriais têm a tecnologia e as habilidades para ampliá-la.”
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