Por décadas, o hidrogênio tem sido apontado como um dos pilares da transição energética global. Mas um novo estudo científico sugere que, mesmo sob os cenários mais otimistas de mitigação climática, a produção mundial do chamado “hidrogênio limpo” pode ultrapassar vários limites ambientais fundamentais do planeta.

Publicado nesta segunda-feira (5), na revista Nature Communications, o trabalho conclui que a expansão necessária para sustentar metas climáticas pode gerar impactos ambientais que excedem o chamado “espaço operacional seguro” da Terra — conceito que define os limites dentro dos quais a atividade humana pode ocorrer sem comprometer a estabilidade do sistema planetário. 

A pesquisa foi conduzida por cientistas da University of New South Wales, na Austrália, e da Technical University of Denmark, que modelaram diferentes rotas de produção de hidrogênio e seus efeitos ambientais até 2050.

“Mesmo nos cenários mais favoráveis, a produção global de hidrogênio tende a permanecer insustentável quando consideramos o conjunto das fronteiras planetárias”, afirmam os autores no estudo. 

O hidrogênio é considerado essencial para reduzir emissões em setores difíceis de eletrificar — como siderurgia, indústria química, fertilizantes, transporte pesado e produção de combustíveis sintéticos.

De acordo com o estudo, a produção global de hidrogênio limpo precisa saltar de cerca de 2,6 milhões de toneladas por ano em 2025 para aproximadamente 225 milhões de toneladas anuais até 2050 para atender às metas climáticas internacionais. 

Isso representa um crescimento anual médio próximo de 20% ao ano durante 25 anos, uma expansão sem precedentes para qualquer tecnologia energética.

Mas essa expansão tem consequências ambientais complexas. O modelo desenvolvido pelos pesquisadores mostra que, mesmo com tecnologias de baixa emissão, a produção em larga escala tende a pressionar múltiplas fronteiras planetárias — incluindo mudança climática, integridade da biosfera e ciclos biogeoquímicos de nitrogênio e fósforo. 

Os cientistas analisaram 13 rotas diferentes de produção de hidrogênio, incluindo eletrólise da água, processos baseados em combustíveis fósseis com captura de carbono e rotas baseadas em biomassa.

Os resultados indicam que, sem considerar as interações entre sistemas naturais, a produção global de hidrogênio já ultrapassaria seis das nove fronteiras planetárias em 2025, podendo atingir níveis até 34 vezes acima do espaço ambiental disponível para o clima até 2050. 

Quando os pesquisadores incluíram interações entre sistemas ambientais — como retroalimentações entre clima, ecossistemas e ciclos químicos — o impacto potencial se tornou ainda maior.

“Essas interações biofísicas amplificam significativamente a pegada planetária da produção de hidrogênio”, escrevem os autores. 

Entre as rotas analisadas, a eletrólise da água alimentada por energias renováveis apresentou a menor pegada ambiental relativa. Ainda assim, ela ultrapassa vários limites planetários devido às emissões indiretas associadas à fabricação de painéis solares, turbinas e infraestrutura elétrica.

Processos baseados em combustíveis fósseis com captura de carbono tiveram desempenho semelhante, enquanto rotas baseadas em biomassa mostraram os maiores impactos ambientais, com forte pressão sobre a biodiversidade e o clima. 

Segundo o estudo, a expansão da eletrólise exigirá quantidades enormes de eletricidade limpa. Até 2050, a produção global de hidrogênio poderia demandar 7,4 petawatt-hora de eletricidade por ano, equivalente a cerca de 83% da atual geração mundial de energia elétrica. 

Apesar dos riscos ambientais, os pesquisadores afirmam que o hidrogênio continua sendo uma ferramenta crucial para limitar o aquecimento global.

“Sem uma implantação rápida do hidrogênio, alguns setores industriais simplesmente não têm alternativas viáveis de descarbonização”, destacam os autores. 

O desafio, dizem, será redesenhar os sistemas de produção para reduzir drasticamente impactos ambientais — incluindo o uso de captura direta de carbono da atmosfera, controle de vazamentos de hidrogênio e expansão maciça de energia renovável.

“Alcançar uma produção verdadeiramente sustentável exigirá reconsiderar as rotas tecnológicas e, antes de tudo, descarbonizar a infraestrutura de produção já existente”, conclui o estudo.