Os cientistas descobriram que rochas antigas nas profundezas do Canadá libertam naturalmente gás hidrogénio, fornecendo novas evidências de que a própria Terra pode conter vastas fontes inexploradas de energia limpa.
Pesquisadores da Universidade de Toronto e da Universidade de Ottawa estudaram o Escudo Canadense, uma vasta área com algumas das formações rochosas mais antigas da Terra. Pela primeira vez, mediram diretamente o gás hidrogénio que escapa destas rochas com milhares de milhões de anos, rastreando a forma como se acumulou ao longo do tempo e mapeando onde o gás estava concentrado.
As descobertas foram publicadas em Anais da Academia Nacional de Ciênciaspoderia ajudar a determinar se o hidrogénio natural ou “branco” poderia tornar-se uma fonte de energia prática e económica. O trabalho também introduz uma nova estratégia de exploração de hidrogénio que poderá apoiar os esforços para reduzir as emissões de gases com efeito de estufa e expandir as opções de energia limpa.
Taxas de fluxo de hidrogênio medidas em minas de Ontário
Os pesquisadores coletaram dados de um local de mineração ativo perto de Timmins, Ontário. Eles descobriram que a perfuração em rocha liberou em média 0,008 toneladas de hidrogênio por ano, ou cerca de 8 quilogramas, aproximadamente o peso de uma bateria de carro típica. Segundo pesquisas, o gás pode continuar fluindo por pelo menos dez anos.
Quando expandido para os quase 15.000 furos do local, a produção anual de hidrogénio deverá exceder 140 toneladas. A equipa calculou que esta quantidade geraria aproximadamente 4,7 milhões de quilowatts de energia por ano a partir de apenas um local, o suficiente para satisfazer as necessidades energéticas anuais de mais de 400 residências.
“Os dados deste estudo sugerem que existem oportunidades significativas e inexploradas para colher energia doméstica com boa relação custo-benefício a partir das rochas sob nossos pés”, disse a principal autora do estudo, Barbara Sherwood Lollar, professora universitária do Departamento de Geociências da Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de Toronto. “Mais importante ainda, isso fornece um recurso ‘Made in Canada’ que pode ser capaz de apoiar materiais locais e importados para centros industriais. Isso fornece um recurso ‘Made in Canada’ que pode ser capaz de apoiar centros de energia locais e de combustível.”
Por que o hidrogênio natural é importante
O hidrogénio já desempenha um papel importante na economia global e vale aproximadamente 135 mil milhões de dólares. É amplamente utilizado na fabricação de fertilizantes, que é vital para a agricultura e a produção global de alimentos. O hidrogênio também é importante na produção de metanol e na siderurgia.
Hoje, a maior parte do hidrogénio é produzida através de métodos industriais que dependem de combustíveis fósseis, como petróleo, gás natural e carvão. Esses processos requerem grandes quantidades de energia e liberam monóxido de carbono e dióxido de carbono. Mesmo o “hidrogénio verde” produzido a partir de fontes de energia renováveis ainda é caro e consome muita energia, ao mesmo tempo que requer infraestruturas de transporte e armazenamento.
No entanto, o hidrogénio natural tem recebido muito menos atenção. Até recentemente, a maioria das pesquisas concentrava-se no seu papel nos ecossistemas microbianos subterrâneos e na sua importância potencial para a astrobiologia e a exploração espacial. As estimativas do seu potencial energético são em grande parte teóricas porque os cientistas carecem de medições diretas de longo prazo do mundo real.
O novo estudo muda isso ao documentar a liberação de hidrogênio ao longo de muitos anos.
Rochas antigas produziam hidrogênio naturalmente
“Com o tempo, as reações químicas subterrâneas entre as rochas e as águas subterrâneas nessas rochas produzem hidrogênio natural”, disse Sherwood-Lolar. “O Canadá tem sorte porque grande parte do seu território, especialmente o Escudo Canadense, contém as rochas e minerais certos para criar este hidrogénio natural.”
Os investigadores dizem que o Canadá pode ter uma oportunidade única de produzir hidrogénio mais limpo e potencialmente mais barato, sem depender de hidrocarbonetos. Eles também apontam que existem rochas produtoras de hidrogênio semelhantes em muitos outros países, sugerindo que o método poderia eventualmente ser usado em todo o mundo.
As maiores concentrações de hidrogénio natural ocorrem em áreas geológicas já associadas às atividades mineiras canadianas. Estes incluem o norte de Ontário, Quebec, Nunavut e os Territórios do Noroeste.
“O elo comum é a rocha”, disse o coautor do estudo Oliver Wahl, professor assistente do Departamento de Ciências da Terra e Ambientais da Universidade de Ottawa. “O hidrogênio natural é produzido nas mesmas rochas onde os depósitos de níquel, cobre e diamante são encontrados no Canadá, e a exploração de minerais importantes como lítio, hélio, cromo e cobalto está atualmente em andamento. A coexistência de recursos de mineração com a produção e uso de hidrogênio alivia a necessidade de rotas de transporte de longa distância para os mercados, armazenamento de hidrogênio e desenvolvimento de grandes infraestruturas de hidrogênio.”
Benefícios potenciais para a indústria mineira e comunidades do norte
Os autores do estudo acreditam que o hidrogénio natural poderia ajudar a reduzir os custos e as emissões de carbono da indústria mineira do Canadá. O hidrogénio produzido perto das operações mineiras poderia fornecer energia local sem a necessidade de novos sistemas de transporte massivos.
Os investigadores também sugerem que as comunidades do norte, que muitas vezes enfrentam elevados custos de transporte de combustível, poderiam beneficiar dos recursos de hidrogénio próximos. A utilização de hidrogénio produzido localmente pode reduzir as contas de energia e, ao mesmo tempo, reduzir a dependência de combustíveis importados.
“Há uma corrida global para aumentar o fornecimento de hidrogénio para descarbonizar e reduzir os custos da economia do hidrogénio existente”, disse Sherwood Lollar. “Agora temos uma melhor compreensão da viabilidade económica deste recurso e podemos mapeá-lo para depósitos de hidrogénio conhecidos e ainda por descobrir em todo o mundo.”
