Antes de entrar no assunto hidrogênio propriamente dito, saiba-se que a BMW produziu e comercializou o Série 7 Hydrogen de motor V-12 6-litros, de 2005 a 2007. Era bicombustível hidrogênio e gasolina 98 RON; e entregava 260 cv a 5.100 rpm e 39,7 m·kgf a 4.300 rpm com qualquer dos combustíveis. Mas só 200 unidades foram fabricadas em três anos.
Atualmente pensa-se no hidrogênio, mas de outra forma: a alimentar a pilha a combustível. Quando foram idealizadas e criadas alguma décadas atrás, foram saudadas como uma tecnologia revolucionária que poderia transformar a indústria automobilística. Com promessa de zero emissões e uma experiência de condução comparável à dos veículos a combustão, os carros movidos a hidrogênio foram vistos como um forte concorrente ao lado de veículos elétricos a bateria (BEV) na corrida para “descarbonizar” o transporte. Ambas as tecnologias ofereciam um caminho para substituir os motores a gasolina e, por um tempo, parecia que o hidrogênio poderia até superar sua contraparte movida a bateria.
No entanto, avance para os dias atuais e veja que a paisagem parece bem diferente. Embora os carros elétricos estejam ganhado mercado e as redes de recarregamento crescendo, os veículos a hidrogênio têm lutado para ganhar uma posição, segundo o site americano GoodcarBadcar.net, especializado em dados de vendas.
Apenas alguns modelos a hidrogênio estão disponíveis no mercado e continuam sendo uma opção de nicho. Então, o que aconteceu com a tecnologia outrora promissora para revolucionar a indústria automobilística? Este artigo irá explorar os fatores que têm dificultado a adoção generalizada de veículos a hidrogênio e examinar os desafios que enfrentam ao competir com os eletrificados como alternativa aos de motor de combustão interna.
A promessa
O hidrogênio, como elemento mais leve, tem imenso potencial como fonte de energia limpa. Quando combinado com o oxigênio, produz eletricidade através da eletrólise, liberando a água como um subproduto. Essa alternativa promissora aos combustíveis fósseis que emitem gás de efeito estufa (CO2) pinta um quadro de um futuro alimentado por hidrogênio. Por essa razão, vários fatores-chave na indústria automobilística imaginaram as pilhas a combustível hidrogênio como a alternativa para um transporte com zero emissões e, potencialmente superando os veículos elétricos a bateria. No entanto, isso ainda não aconteceu.
As pilhas a combustível hidrogênio têm uma história rica que remonta à década de 1990, quando a indústria Ballard Power Systems fez uma descoberta inovadora quando sua pilha a combustível atingiu uma densidade de potência de 700 watts por quilograma. Esse avanço permitiu que as pilhas a combustível hidrogênio começassem a competir com os motores tradicionais de combustão interna em termos de desempenho, abrindo caminho para seu uso em veículos maiores, como ônibus e caminhões, como o veículo elétrico a pilha a combustível hidrogênio Kenworth T680 de emissões zero da Classe 8 movido pela tecnologia de pilha a combustível Toyota.
Pesquisadores e fabricantes em todo o mundo fizeram novos avanços na tecnologia de pilhas s combustível hidrogênio nos últimos 20 anos. Embora tenha havido breves períodos em que os automóveis movidos a pilha a combustível (hidrogênio) pareciam ser o próximo grande avanço da indústria, eles realmente nunca decolaram e, com base nas tendências e previsões atuais do mercado, provavelmente nunca o farão.
A paisagem atual para veículos a hidrogênio
A partir de 2024, as vendas e a adoção de carros movidos a hidrogênio ficam muito para trás de veículos elétricos a bateria. Apenas dois carros a hidrogênio, Toyota Mirai e Hyundai Nexo, estão nas ruas. O Mirai, que vende melhor, teve seu melhor ano em 2023 nos EUA, com 2.737 unidades vendidas enquanto a Nexo ficou com apenas 25 unidades no ano passado. Em 2024, o Mirai vendeu menos de 300 unidades até agora. Para colocar esses números de vendas em perspectiva, o Tesla Model 3, uma contraparte elétrica a bateria vendeu 220.910 unidades no ano passado, destacando a diferença abissal de popularidade entre os dos tipo de propulsão elétrica.
A BMW está desenvolvendo seu iX5 Hydrogen, um veículo elétrico de pilha a combustível que se vale de pilhas da Toyota. Este modelo representa um passo significativo na tecnologia de carros movidos a hidrogênio e mostra o potencial do hidrogênio como uma alternativa limpa e eficiente aos veículos tradicionais movidos a gasolina. A BMW anunciou planos do iX5 a hidrogênio ser disponibilizado para venda por volta de 2030. Este cronograma sugere que a empresa está confiante no acerto final da tecnologia e, claro, no crescente potencial de mercado para veículos a hidrogênio.
Fatores que jogam contra os FCEVs
Custo de propriedade
Um dos principais fatores que impedem a adoção de veículos elétricos de pilhas a combustível, mais comumente conhecidos como “carros a hidrogênio”, é preços e custo total de propriedade. Os dois carros a hidrogênio à venda nos EUA hoje, o Toyota Mirai e o Hyundai Nexo, têm preço inicial em torno de US$ 50.000 e US$ 63.000, respectivamente. Por outro lado, o custo em viés de queda das baterias de íons de lítio está tornando os veículos elétricos a bateria mais acessíveis.
De acordo com o Dr. Sergey Paltsev, vice-diretor do Centro de Ciência e Estratégia para Sustentabilidade do Massachusetts Institute of Technology (MIT), embora o custo de propriedade vitalícia para veículos movidos a pilha a combustível tenha diminuído, ainda excede o de carros a gasolina e elétricos, principalmente devido ao alto custo do hidrogênio. Ele reconhece os benefícios potenciais do hidrogênio, mas viu desafios substanciais, como os altos custos e as demandas de infraestrutura associados à sua produção e uso.
Infraestrutura de reabastecimento
Os carros a hidrogênio enfrentam um desafio significativo devido à absoluta falta de infraestrutura de reabastecimento. Com estações de hidrogênio escassas, torna-se difícil para os consumidores reabastecer seus veículos, reduzindo sua praticidade. Além disso, o alto custo de construção e manutenção de estações de reabastecimento de hidrogênio e a incerteza sobre o futuro destes veículos dissuadiram potenciais investidores, retardando ainda mais o desenvolvimento da infraestrutura. Embora o hidrogênio ofereça vantagens como o reabastecimento rápido, que se assemelha ao tempo para reabastecer um carro a gasolina, além de um alcance muito mais maior em comparação com a maioria dos veículos elétricos a bateria, sua falta de infraestrutura é um obstáculo considerável à escala.
Ao contrário dos veículos elétricos, que se beneficiam de uma rede elétrica estabelecida, os carros a hidrogênio exigem uma infraestrutura nova e cara, representando uma barreira significativa para a adoção generalizada. Apesar dos pesados subsídios do governo americano e dos investimentos em hidrogênio, a indústria enfrenta um grande problema: sem estações de reabastecimento, os consumidores hesitam em comprar carros a hidrogênio e, sem carros, a infraestrutura permanece subdesenvolvida.
Eficiência de combustível
Devido ao complexo processo de produção de hidrogênio, os veículos a hidrogênio são menos eficientes em termos energéticos do que os carros elétricos a bateria. Este processo envolve a geração de hidrogênio através de eletrólise, compressão, transporte e armazenamento, e finalmente convertê-lo em eletricidade através de uma pilha a combustível. De acordo com a organização europeia Transportation & Environment, isso resulta em cerca de 68% de eficiência do tanque a roda.
Em contraste, os carros elétricos a bateria usam diretamente a eletricidade armazenada nas baterias, com perda mínima de energia, alcançando cerca de 94% de eficiência. Essa maior eficiência significa que os carros elétricos a bateria exigem menos energia para percorrer a mesma distância, tornando-os mais eficientes em termos energéticos em geral.
A viabilidade
Entre os muitos desafios cruciais que os carros a hidrogênio enfrentam para alcançar a adoção em massa está como o hidrogênio é obtido. O hidrogênio cinza é produzido a partir de gás natural, liberando CO2 na atmosfera, tornando-o a opção mais barata, porém menos favorável ao meio ambiente. O hidrogênio azul também vem do gás natural, mas a tecnologia de captura de carbono é usada para reter o CO2, reduzindo as emissões. No entanto, é mais caro.
O hidrogênio verde usa energia renovável para dividir a água em hidrogênio e oxigênio, sem produzir emissões de carbono. Embora seja o mais viável em termos ecológicos, o hidrogênio verde é atualmente o mais caro devido à alta demanda de energia e à necessidade de eletricidade limpa substancial. Isso representa um desafio significativo de escalabilidade, assim como a crescente demanda por veículos elétricos requer mais eletricidade, de preferência limpa, para o carregamento.
Conclusão
Embora as pilhas a hidrogênio já tenham prometido revolucionar a indústria automobilística, elas têm lutado para competir com os rápidos avanços e a adoção generalizada de veículos elétricos a bateria. Apesar do seu potencial de zero emissões e de longo alcance, os carros a hidrogênio enfrentam colossais desafios, incluindo altos custos, infraestrutura de reabastecimento limitada e menor eficiência energética do que os veículos elétricos a bateria.
As complexidades da produção de hidrogênio e a necessidade de energia limpa substancial complicam ainda mais sua escalabilidade. Como os veículos elétricos a bateria dominam o mercado, os carros de pilha a hidrogênio continuam sendo uma opção de nicho, enfrentando uma batalha difícil para alcançar a adoção em massa.
MF
