A principal razão para a existência dos impactos ambientais provenientes da geração, manuseio e uso da energia reside no fato de que o consumo mundial de energia primária proveniente de fontes não renováveis (petróleo, carvão, gás natural e nuclear) corresponde a aproximadamente 88% do total, cabendo apenas 12% às fontes renováveis de energia. Esta enorme dependência de fontes não renováveis de energia tem acarretado, além da preocupação permanente com o esgotamento destas fontes, a emissão de grandes quantidades de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera. Como consequência do uso excessivo de combustíveis fósseis, o teor de dióxido de carbono na atmosfera tem aumentado progressivamente, levando muitos especialistas a acreditarem que o aumento da temperatura média da biosfera terrestre, que vem sendo observado há algumas décadas, seja devido à emissão do CO2 e outros gases na atmosfera, já denominados genericamente “gases de efeito estufa”.
Para evitar o futuro catastrófico que se prenuncia para a humanidade resultante do aquecimento global, torna-se um imperativo, entre outras medidas, reduzir as emissões globais de gases de efeito estufa com a substituição da atual matriz energética mundial baseada fundamentalmente em combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás natural) e em energia nuclear, por outra matriz energética mundial estruturada com base nos recursos energéticos renováveis (hidroeletricidade, biomassa, energia solar, energia eólica e hidrogênio) para evitar ou minimizar o aquecimento global e, consequentemente, a ocorrência de mudanças catastróficas no clima da Terra. Independentemente das várias soluções que venham a ser adotadas para eliminar ou mitigar as causas do efeito estufa, a mais importante ação é, sem dúvidas, a adoção de medidas que contribuam para a eliminação ou redução do consumo de combustíveis fósseis na produção de energia, bem como para seu uso mais eficiente nos transportes, na indústria, na agropecuária e nas cidades (residências e comércio), haja vista que o uso e a produção de energia são responsáveis por 57% dos gases de estufa emitidos pela atividade humana. Neste sentido, é imprescindível a implantação de um sistema de energia sustentável. Um sistema de energia sustentável somente será possível se, além do abandono dos combustíveis fósseis, a eficiência energética for também muito aperfeiçoada.
Um sistema de energia sustentável somente será possível se a eficiência energética for muito aperfeiçoada. Acima de tudo, o mundo teria de produzir bens e serviços com um terço à metade da energia que utiliza atualmente. Já se acham disponíveis tecnologias que quadruplicariam a eficiência da maioria dos sistemas de iluminação e duplicariam a de novos automóveis. Melhoramentos na eficiência elétrica poderão reduzir em 40 a 75% a necessidade de energia. As necessidades de aquecimento e de refrigeração de edifícios podem ser cortadas para uma fração ainda menor dos níveis atuais graças a equipamentos de aquecimento e condicionadores de ar mais aperfeiçoados. Em um sistema de energia sustentável, a matriz energética mundial só deveria contar com fontes de energia limpa e renováveis (hidrelétrica, solar, eólica, hidrogênio, geotérmica, das marés, das ondas e biomassa), não devendo contar, portanto, com o uso dos combustíveis fósseis (petróleo, carvão e gás natural) e energia nuclear. Até alcançar a condição ideal, a matriz energética mundial deveria passar por uma fase de transição em que conviveriam as fontes de energia renovável e não renovável. As fontes de energia limpa e renovável a serem utilizadas preferencialmente são hidrelétrica, solar, eólica, hidrogênio, geotérmica, das marés, das ondas e biomassa. Excepcionalmente, poderão ser utilizadas, como fonte de energia, a nuclear que teria restrições pelos riscos que ela representa e o gás natural por ser o combustível fóssil menos agressivo ao meio ambiente.
Quando se fala em alternativas aos combustíveis fósseis, muitas vezes aparece o hidrogênio, que é um elemento químico que constitui aproximadamente 75% do Universo. O hidrogênio é uma importante fonte de energia do futuro. O hidrogênio é um vetor que não está presente em estado puro na natureza. É portanto necessário utilizar energia para extraí-lo da água. Do ponto de vista molecular, o H20 está presente em todo o nosso planeta. Como lembrete, a água é um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio (H2O). É importante notar que o H2O representa quase 90% dos átomos (em número) presentes em nosso planeta. A emergência climática favorece o surgimento de energias renováveis (solar e eólica). Estes meios de produção de energia são questionados porque são intermitentes. Eles só produzem eletricidade quando as condições permitem. O uso do hidrogênio pode ser, entretanto, uma solução para lidar com a intermitência do uso de energias renováveis utilizando-as no processo para produzir e armazenar o hidrogênio. Distinguimos vários “tipos” de hidrogênio: 1) o hidrogênio verde que é fabricado por eletrólise da água com a utilização inicial de eletricidade de origem renovável (hidráulica, solar e eólica); e, 2) o hidrogênio cinzento que é produzido por processos químicos que envolvem o uso de combustíveis fósseis. O hidrogênio verde deveria ser considerado prioritário porque é o combustível que ajudaria nossas sociedades a descarbonizarem-se face à emergência climática.
Existem inúmeras aplicações do hidrogênio como a descarbonização da indústria, o armazenamento de eletricidade, o transporte rodoviário, marítimo ou aéreo, o suprimento de eletricidade em prédios e submarinos. Pode ser usado, também, em veículos espaciais, em energia de backup, geração de energia veicular (veículos elétricos e híbridos), geração estacionária em indústrias e residências e geração portátil como potência para celulares e notebooks. Embora o uso mais conhecido do hidrogênio provavelmente sejam os veículos automotores, há muitos outros usos possíveis. Células de combustível podem servir de unidades fixas de geração de energia para prédios. Em alguns casos, elas podem fornecer também calor. As células de combustível são vistas como potenciais fontes de energia para as aeronaves. É possível, por exemplo, usá-las como sistema de gerador de emergência. Além disso, podem servir de unidade auxiliar de energia para o avião como um todo. O hidrogênio pode fornecer a energia para a propulsão da embarcação.
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