Por Alan Ohnsman
O hidrogênio geológico tem o potencial de substituir combustíveis fósseis poluentes, como petróleo e carvão mineral.
O esforço para afastar o planeta dos combustíveis fósseis se concentrou principalmente nas energias eólica e solar. No entanto, evidências científicas crescentes sugerem que existe uma fonte de energia limpa inexplorada no subsolo que cuja oferta pode ser muito superior à demanda. É o hidrogênio formado por processos geológicos naturais. E, como nos primeiros dias da indústria do petróleo no século 19, a corrida por essa energia criou diversas startups de perfuração, todas competindo para ser a primeira a encontrar grandes depósitos.
“Veja-os como exploradores de petróleo agora”, disse Doug Wicks, do Departamento de Energia dos EUA, à Forbes. Ele comparou os caçadores de hidrogênio aos perfuradores tradicionais. Wicks diz que a quantidade de hidrogênio geológico pode ser “astronômica” com base em quão comuns são as condições geológicas necessárias para gerá-lo: bolsões de água ricos em ferro perto de fendas tectônicas, localizadas em todo o mundo. “Um bilhão de toneladas abasteceria os Estados Unidos por um ano inteiro”, diz Wicks. “E o potencial das reservas é de 150 trilhões de toneladas.”
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Grandes empresas de energia como Shell, BP e Chevron estão se juntando a um consórcio criado pelo U.S. Geological Survey e Colorado School of Mines para estudar o hidrogênio geológico, mas um punhado de startups ambiciosas já está em busca. A HyTerra e a Natural Hydrogen Energy estão se preparando para procurá-lo em Nebraska e no Kansas, e a Gold Hydrogen está procurando por ele na Austrália. Pesquisadores franceses estão fuçando em antigas minas de carvão na região da Alsácia-Lorena. Na África, a canadense Hydroma está explorando um poço descoberto anos atrás no Mali e está procurando mais.
Rastrear potenciais locais de hidrogênio requer habilidades semelhantes às da indústria de petróleo e gás, e chegar a milhares de metros de profundidade usa as mesmas plataformas de perfuração. Mas ao contrário dos depósitos de petróleo e gás, que são sujos e finitos, o hidrogênio natural é gerado continuamente. Existem diferentes teorias sobre como isso ocorre. A teoria mais comum é que ele é um subproduto de uma reação química contínua de mistura de água com ferro oxidado. É um estágio intermediário, “entre a ferrugem e o metal”, diz Wicks.
“Imagine o potencial de uma fábrica subterrânea alimentada pela natureza, que gera um suprimento reabastecido de energia limpa e explorável”, diz Luke Velterop, COO da australiana Subiaco, HyTerra. Ele acredita que o hidrogênio geológico “resolve a intermitência da energia renovável e fornece a segurança e a estabilidade necessárias para substituir os combustíveis fósseis”.
O elemento mais abundante do universo tem sido uma forma atraente, mas elusiva, de energia limpa por décadas. Não é tão inatingível quanto a fusão nuclear, mas ainda enfrenta grandes desafios. Atualmente, é vital para o refino de petróleo, fabricação de fertilizantes, produtos químicos e processamento de alimentos e produção de aço. Passe-o por uma célula de combustível e ele cria eletricidade para alimentar carros e caminhões com apenas vapor de água como subproduto. Pode ser produzido de forma barata e fácil a partir do gás natural, mas isso gera poluição por carbono. Produzi-lo a partir de água e energia renovável resolve esse problema, mas cria outro: o hidrogênio verde requer mais energia para gerar do que fornece quando usado. O apelo do hidrogênio geológico é que ele resolve esses dois problemas.
Um banquete para os micróbios
É comum pensar que, como o hidrogênio é o elemento mais leve da tabela periódica, ele existia principalmente em combinação com outros elementos e não sozinho. Mas relatos de ocorrência natural de hidrogênio remontam a décadas. Em 1984, o entusiasta do hidrogênio Roger Billings acreditava ter encontrado um campo de hidrogênio natural no Kansas. De acordo com um relatório contemporâneo da UPI, sua empresa, a Billings Energy, com sede no Missouri, queria explorar seu potencial energético, estimado em 65 milhões de barris de petróleo. Billings não concedeu entrevista.
Mais recentemente, a existência de hidrogênio natural tem sido um tema quente. Na Montana State University, os cientistas têm monitorado o hidrogênio expelido dos caldeirões ferventes do Parque Nacional de Yellowstone. A revista Science publicou um artigo detalhado em fevereiro de 2023 sobre a descoberta de um poço de hidrogênio no Mali em 2015, que a Hydroma está explorando.
Então, por que demorou tanto para começar a caçar hidrogênio natural? Além de ainda não sabermos bem como procurá-lo, a presença do hidrogênio geológico é ocultada por micróbios no solo que o consomem, como caminibacter e aquifex, diz Geoff Ellis, geoquímico de petróleo do Programa de Recursos Energéticos do USGS. “Não é tão surpreendente que ele tenha sido negligenciado. É um gás incolor e inodoro e esses micróbios o devoram à medida que vaza do solo”, disse Ellis à Forbes. “Pode haver acumulações realmente grandes no solo. Nós apenas temos que descobrir onde encontrá-los e podemos apenas perfurar lá e obter essa grande fonte de energia limpa.” Porém, diz ele, boa parte da reserva pode ser muito difícil de alcançar.
“A maior parte disso será muito profunda ou muito longe da costa, ou acumulações muito pequenas que nunca seriam econômicas”, disse Ellis. Ele estima que globalmente pode haver pelo menos 10 milhões de megatons de hidrogênio no solo, muito mais do que os 100 megatons que o mundo agora usa para processos industriais. Novas aplicações do elemento para coisas como combustível de aviação e geração de energia estacionária aumentarão a demanda global para pelo menos 500 megatons nas próximas duas décadas.
“Portanto, se apenas 2% ou 3% dos 10 milhões de megatons existentes puderem ser aproveitados, isso supriria toda a demanda mundial de 500 milhões de toneladas por ano por centenas de anos”, disse ele.
E não é apenas o potencial para hidrogênio barato e limpo. É importante ressaltar que as condições subterrâneas que criam hidrogênio também podem gerar hélio altamente valioso, um gás industrial que se tornou mais caro à medida que os suprimentos tradicionais diminuem, disse Ellis.
A HyTerra, que levantou US$ 4 milhões para financiar os esforços iniciais de perfuração e está buscando mais alguns milhões de dólares, fez parceria com a Natural Hydrogen Energy em um projeto de poço em Genebra, Nebraska. Este mês, a startup disse que também tem direitos de perfuração para procurar depósitos de hidrogênio ao longo de Nemaha Ridge, no Kansas. Ambos os locais estão localizados ao longo do Midcontinent Rift System de 1,9 mil quilômetros, uma fissura tectônica no meio da América do Norte.
Construindo um mercado de hidrogênio
Descobrir onde existem grandes volumes de hidrogênio geológico e encontrar maneiras de extrair o gás com segurança são desafios a serem resolvidos. O DOE’s Wicks também quer criar um programa de subsídios federais para ajudar pesquisadores de empresas e universidades a desenvolver métodos para estimular o processo subterrâneo natural que gera hidrogênio, potencialmente usando métodos químicos ou elétricos para aumentar substancialmente a quantidade já sendo criada. Isso pode ser crítico para a comercialização do hidrogênio geológico, pois ajudaria as empresas a extrair mais do solo.
“Seríamos o primeiro programa governamental, estrangeiro ou nacional, a reconhecer essa possibilidade”, disse Wicks.
A confirmação de que grandes quantidades comerciais de hidrogênio natural podem ser extraídas de fontes subterrâneas pode levar anos, mas isso não é um problema. Ainda é cedo para o uso de hidrogênio como combustível além de seu nicho industrial atual; o mercado ainda não se formou, de acordo com Ellis do USGS. “Se eu perfurar o poço no meu quintal hoje e encontrar um monte de hidrogênio, provavelmente não conseguiria vendê-lo a ninguém”, disse ele (Forbes, 2/7/23)
