Análise aponta sete polos de produção e dez de consumo e destaca necessidade de infraestrutura para integrar cadeia energética

Um estudo baseado em dados de milhares de municípios brasileiros identificou áreas com maior potencial para produção e utilização de hidrogênio verde, combustível considerado fundamental para a descarbonização de setores industriais com altas emissões. A pesquisa indica que o Brasil possui condições favoráveis para desenvolver essa cadeia energética, mas também evidencia um desafio relevante: os principais polos de produção e de consumo estão localizados em regiões diferentes, o que exigirá investimentos em infraestrutura de transporte e distribuição.

Os resultados foram publicados no International Journal of Hydrogen Energy por Celso da Silveira Cachola e Drielli Peyerl. O estudo foi desenvolvido no Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI), um dos Centros de Pesquisa Aplicada da FAPESP sediado na Universidade de São Paulo (USP), em parceria com a Shell Brasil e com apoio da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP).

Segundo Peyerl, pesquisadora do Instituto de Energia e Ambiente (IEE) da USP e integrante do projeto Energy Transition through the Lens of Sustainable Development Goals (ENLENS), da Universidade de Amsterdã, a pesquisa buscou responder a uma questão central para o planejamento energético do país: identificar quais regiões brasileiras apresentam melhores condições para produzir e consumir hidrogênio verde no contexto da descarbonização industrial.

O hidrogênio vem sendo apontado como uma alternativa promissora para reduzir emissões em setores industriais conhecidos como hard-to-abate (difíceis de descarbonizar), como siderurgia, refino de petróleo e parte da indústria química. Nessas atividades, ele pode substituir combustíveis fósseis em processos de alta temperatura ou atuar como matéria-prima em reações químicas.

Quando produzido por eletrólise da água utilizando eletricidade proveniente de fontes renováveis — como energia hidrelétrica, solar ou eólica — o combustível recebe a denominação de hidrogênio verde, pois praticamente não gera emissões de gases de efeito estufa durante sua produção.

A escolha da eletrólise como referência no estudo se deve ao grau de maturidade tecnológica do método. “A eletrólise é uma tecnologia relativamente consolidada. Quando analisamos o nível de desenvolvimento das tecnologias, utilizamos o conceito de Technology Readiness Level (Nível de Maturidade Tecnológica), e a eletrólise já apresenta um estágio avançado em comparação com outras rotas ainda experimentais”, explica Peyerl.

A pesquisadora ressalta, no entanto, que o hidrogênio não deve ser visto como solução única para a transição energética. “A transição energética envolve diversificação. Em alguns setores, o hidrogênio é extremamente adequado, especialmente na indústria pesada. Em outros casos, a eletrificação direta pode ser mais eficiente e mais econômica”, afirma.

Para identificar o potencial brasileiro, os pesquisadores reuniram dados de 5.569 municípios para avaliar a capacidade de produção e de 2.569 municípios para estimar a demanda industrial. A análise considerou seis fatores principais: localização geográfica, proximidade de infraestrutura energética (rede elétrica, gasodutos e portos), emissões industriais de dióxido de carbono (CO₂), índice de segurança hídrica, incidência de energia solar e velocidade média dos ventos.

Essas informações foram analisadas por meio de sistemas de informação geográfica (GIS) e técnicas de aprendizado de máquina não supervisionado, como os algoritmos k-means, hierarchical clustering e DBSCAN. A metodologia combinou análise estatística e espacial para identificar padrões no território brasileiro.

Segundo Peyerl, o método utiliza a sobreposição de diferentes camadas de dados geográficos. “Criamos mapas separados, por exemplo, de potencial solar, potencial eólico, infraestrutura energética e emissões industriais. Depois sobrepomos essas camadas para identificar regiões onde vários fatores favoráveis se concentram”, explica.

Os resultados indicaram a existência de sete clusters com alto potencial de produção de hidrogênio verde e dez com maior potencial de consumo industrial. O Nordeste se destaca como a região com maior capacidade de produção, graças à abundância de recursos solar e eólico. Já os polos de consumo concentram-se principalmente nas regiões Sul e Sudeste, onde está grande parte do parque industrial brasileiro e dos maiores volumes de emissões industriais.

Essa separação geográfica representa um dos principais desafios para o desenvolvimento da economia do hidrogênio no país. “Hoje o debate está muito focado na produção, mas é preciso olhar para toda a cadeia de valor. O grande desafio é garantir que o hidrogênio produzido chegue efetivamente aos setores que irão utilizá-lo”, observa a pesquisadora.

Uma das estratégias apontadas pelos autores para reduzir esse desequilíbrio é a criação de hubs de hidrogênio — polos industriais nos quais produção e consumo estejam próximos. “Quando se cria um hub, o hidrogênio é produzido perto das indústrias que irão utilizá-lo, o que reduz perdas energéticas e diminui custos de transporte”, afirma Peyerl.

O estudo também ressalta a necessidade de desenvolver sistemas de transporte e armazenamento para viabilizar a cadeia do hidrogênio no Brasil. Entre as alternativas estão gasodutos adaptados, transporte marítimo e a conversão do hidrogênio em derivados, como a amônia verde. Para longas distâncias, essa conversão pode ser mais eficiente, já que há infraestrutura e conhecimento técnico consolidados para o transporte de amônia por navios.

Outro ponto relevante é o alto consumo de eletricidade necessário para a produção de hidrogênio por eletrólise, o que reforça a importância de instalar plantas produtivas em regiões com grande disponibilidade de energia renovável.

O estudo reforça ainda a posição estratégica do Brasil na transição energética. O país possui uma das matrizes energéticas mais diversificadas e renováveis do mundo. De acordo com o Balanço Energético Nacional (BEN), cerca de 45% a 50% da matriz energética brasileira é composta por fontes renováveis — enquanto a média mundial gira em torno de 15%. Além disso, mais de 80% da eletricidade produzida no país já vem de fontes renováveis.

Segundo o Plano Nacional de Energia 2050, o hidrogênio poderá desempenhar papel importante no aprofundamento da descarbonização da matriz energética brasileira, especialmente no setor industrial.

Ainda assim, como destaca Peyerl, o planejamento energético nacional deve considerar a diversidade de recursos disponíveis. “O Brasil tem grande potencial para hidrogênio, mas também para eletrificação, biometano, biomassa e outras rotas energéticas. O desafio é identificar qual solução faz mais sentido para cada região”, conclui.