O hidrogênio é uma solução promissora para descarbonizar a indústria de transporte quando usado como combustível. No entanto, é uma tecnologia que ainda desperta dúvidas sobre seu funcionamento e levanta questões sobre o potencial ecológico que pode proporcionar. Uma das marcas mais empenhadas nesse tema, a Volvo Trucks esclareceu 7 pontos sobre esses caminhões do futuro.
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A forma mais conhecida de utilizar o hidrogênio como combustível para impulsionar veículos é por meio das chamadas “células de combustível”. Embora pareça um assunto recente, essa tecnologia remonta ao período de 1800, embora sua primeira aplicação bem-sucedida tenha acontecido somente em 1932. Posteriormente, na década de 1960, começaram a aplicar esses sistemas em naves espaciais.
O elemento que encabeça a tabela periódica também pode alimentar diretamente um motor a combustão. A Volvo afirma que essa abordagem proporciona custos de aquisição e operacionais competitivos. Além disso, é viável combinar essa tecnologia com outras formas de propulsão para criar veículos híbridos de baixa emissão.
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O que é o hidrogênio e como é produzido?
Elemento químico mais abundante no universo, o hidrogênio serve para armazenar energia, bem como produzi-la. O material usado em células de combustível e nos motores a combustão é o H2 (hidrogênio molecular) - é diferente do H, que refere-se ao hidrogênio como átomo isolado.
A forma mais comum de se obter hidrogênio é separando o elemento do gás metano, por meio do método SMR (sigla Reforma de Metano a Vapor, em inglês). Neste processo, o metano reage com o vapor de água a altas temperaturas para produzir uma mistura de gases conhecida como gás de síntese, composto principalmente por hidrogênio e monóxido de carbono (CO). Essa mistura é então submetida a etapas adicionais de purificação para remover o CO, resultando em hidrogênio puro.
Uma alternativa ao processo SMR é produzir H2 por eletrólise da água utilizando fontes de energia renovável, como eólica, solar ou hídrica. Segundo a Volvo, este método é atualmente o principal caminho para estabelecer o mercado de produção de hidrogênio com o máximo benefício climático.
Qual é a diferença entre um caminhão com célula de combustível e um caminhão elétrico a bateria?
Os veículos elétricos movidos a hidrogênio se valem da célula de combustível para obter energia. São dispositivos que combinam H2 com oxigênio do ar em um processo eletroquímico que gera eletricidade, água e calor. Automóveis e caminhões munidos desse sistema são conhecidos pela sigla FCEV (de Veículo Elétrico a Célula de Combustível, em inglês).
Os FCEVs frequentemente são confundidos com BEVs (Veículos Elétricos a Bateria). No entanto, eles possuem sistemas de motorização distintos: os FCEVs geram eletricidade internamente, ao passo que os BEVs obtêm energia de baterias recarregáveis externamente.
Apesar dessas diferenças conceituais, um veículo FCEV também possui baterias, porém em dimensões menores e mais leves do que as usadas nos BEVs. A bateria fornece energia adicional quando necessário no veículo movido a hidrogênio.
Qual é a diferença entre um caminhão FCEV e um caminhão com motor de combustão a hidrogênio?
Um caminhão FCEV e um modelo com motor a combustão de hidrogênio têm apenas um ponto em comum: os tanques que armazenam o H2 em alta pressão. Ademais, a dupla tem componentes mecânicos totalmente diferentes.
O hidrogênio pode ser queimado numa câmara de combustão tal como o diesel. Porém, requer uma fonte de ignição para gerar a explosão que move os pistões, enquanto o motor movido pelo combustível fóssil executa a queima por compressão.
A Volvo afirma que caminhões com motor a combustão de hidrogênio são mais adequados para regiões de clima quente. Em locais frios, especialmente onde as temperaturas caem abaixo de zero, é necessário aquecer o H2 antes da injeção no motor para assegurar uma queima eficiente.
Um caminhão com motor a combustão de H2 pode atingir zero emissão líquida de CO2 se o combustível alternativo for produzido com energia renovável, segundo o fabricante sueco. Esse tipo de propulsor emite, por exemplo, óxido de nitrogênio e partículas.
Por que investir em baterias elétricas quando os caminhões a hidrogênio estão chegando?
Caminhões elétricos a bateria já são uma realidade no mercado global, inclusive no Brasil. Por outro lado, os modelos com motorização a hidrogênio ainda não atingiram maturidade para produção em larga escala. Segundo a Volvo, que planeja lançar seu primeiro veículo nesse segmento até 2026, essa categoria deverá ganhar força apenas na próxima década.
“Precisamos de contribuições de caminhões elétricos a bateria, caminhões elétricos com células de combustível e caminhões com motores a combustão que funcionem com combustíveis renováveis, para atingir zero emissões líquidas de CO2. A descarbonização não pode esperar e recomendamos vivamente aos nossos clientes que comecem já hoje, comprando um caminhão elétrico ou a biogás”, afirma Daniel Bergstrand, Gestor de Produto H2-ICE e Células de Combustível da Volvo Trucks.
Quando comprar um caminhão a hidrogênio e quanto custa?
Algumas empresas da indústria, como Nikola e GWM, já oferecem caminhões elétricos a hidrogênio. No entanto, esses veículos têm preços elevados e tecnologias ainda incipientes. A Volvo acredita que isso deve mudar no longo prazo.
Segundo a montadora sueca, caminhões a hidrogênio devem ter um custo total de propriedade igual ou inferior aos veículos diesel para serem competitivos. Enquanto isso não ocorre, a Volvo propõe aumentar a frota de caminhões BEV ou movidos por combustíveis renováveis, como o biogás.
Quão sustentáveis são os caminhões movidos a hidrogênio?
Veículos movidos a hidrogênio deixam um baixo rastro de carbono, contudo isso depende da produção do combustível a partir de fontes renováveis. Quando obtido dessa forma, pode ser uma alternativa energética com baixas emissões em relação aos combustíveis fósseis.
Conforme explica a Volvo, os caminhões FCEV são mais eficientes em termos energéticos do que os veículos com motor a combustão. Em contrapartida, os modelos a hidrogênio não são tão eficazes nesse ponto quanto os BEV.
A Volvo destaca outro benefício do hidrogênio: ele pode ser produzido quando há excesso na geração de energia renovável. Nesse caso, o combustível armazenado pode gerar eletricidade quando as fontes de energia verde operam em ritmo reduzido.
Caminhões movidos a hidrogénio são seguros?
O hidrogênio não é tóxico e dissolve-se rapidamente quando liberado. Por outro lado, é altamente inflamável, exigindo precauções contra vazamentos em conjunto com fontes de ignição. Esses cuidados se aplicam aos tanques nos veículos e durante a produção, distribuição e armazenagem, processos dominados com segurança pela indústria.
“Os caminhões a hidrogênio são um desenvolvimento entusiasmante em direção ao nosso objetivo de uma indústria de transporte rodoviário livre de combustíveis fósseis. Mas não será a solução mais adequada para todos os segmentos de caminhões e transportes. Uma discussão com o seu concessionário local pode ser um primeiro passo para saber qual é a melhor opção para si e já existem soluções comprovadas para atingir zero emissões líquidas de CO2”, concluiu Bergstrand.
