O papel do hidrogênio na redução de emissões em setores intensivos em energia

1.  Introdução

As indústrias intensivas em energia, tais como a de aço, cimento, químicos básicos, vidro, cerâmica, alumínio e papel, correspondem a uma parcela expressiva do consumo global de energia e das emissões de gases de efeito estufa (GEE). Estimativas recentes indicam que a indústria é o maior consumidor de energia final (≈166,1 EJ, cerca de 40% do consumo global) e o segundo maior emissor direto, com aproximadamente 9,0 Gt CO₂ (26% das emissões globais), sendo o cimento responsável sozinho por 2,42 Gt CO₂, ou 27% das emissões diretas industriais (1). Em paralelo, estudos de setores de difícil abatimento (hard‑to‑abate – HTA) reforçam que esses setores industriais seguem “fora da trajetória” necessária para atingir emissões líquidas zero (Net Zero) até 2050, sinalizando a necessidade de descarbonizar o calor de processo e as matérias‑primas nesses segmentos (2).

Nesse contexto, o hidrogênio (H₂) emerge como vetor energético versátil e promissor para apoiar a descarbonização de usos de calor de alta temperatura e insumos de processo em HTA. Caracterizando-se como um transportador de energia capaz de ser produzido e utilizado em múltiplas formas (energia, transporte e calor), o H₂ é particularmente atraente em setores HTA, como a indústria pesada, o transporte de longa distância e o armazenamento de energia de longa duração (3). Ao mesmo tempo, o H₂ tem papel duplo: pode atuar como insumo (feedstock), por exemplo, na síntese de amônia ou na redução de minério de ferro, e como combustível para prover temperaturas de operação em processos industriais (4).

O avanço de compromissos de neutralidade climática até 2050, assumidos por economias em diferentes estágios de desenvolvimento, pressiona a definição de trajetórias robustas para infraestrutura de hidrogênio. Estudos comparativos envolvendo países como EUA, Canadá, Singapura e Sri Lanka mostram que a transição para o H₂ depende não apenas da prontidão tecnológica, mas também de governança, coordenação institucional e integração regional (5).

Este artigo discute o papel do hidrogênio na redução de emissões em setores intensivos em energia, ou hard-to-abate (HTA), com foco em usos térmicos, contextualizando o H₂ no portfólio de tecnologias de descarbonização e na lógica dos setores de alto consumo energético. Também avalia as rotas de aplicação setorial, com ênfase em siderurgia, cimento, vidro e cerâmica, destacando o papel do hidrogênio para gerar menor impacto climático. Por fim, o texto discute desafios técnicos, de segurança, infraestrutura e regulamentação que condicionam sua adoção em larga escala, explorando as implicações para estratégias empresariais e políticas públicas e apontando cenários nos quais o H₂ faz mais sentido na prática.

2. Papel sistêmico do hidrogênio nos setores intensivos em energia

Do ponto de vista energético, o hidrogênio apresenta conteúdo energético mássico de cerca de 120 MJ/kg, destacando‑se como combustível de alta energia específica e limpo, já que sua combustão não emite CO₂ (6). Esse desempenho mássico elevado é particularmente relevante quando se busca calor de alta qualidade em processos industriais que demandam temperaturas de 800–1.800 °C, como fornos de clínquer, unidades de craqueamento a vapor e gasificação de carvão (7,8).

Por outro lado, a baixa densidade volumétrica, mesmo na forma liquefeita, limita a eficiência de armazenamento e transporte em comparação a combustíveis líquidos, deslocando parte do desafio da descarbonização para soluções de compressão, liquefação e armazenamento em hidretos metálicos ou em vetores químicos (9,6). Além disso, a ampla faixa de inflamabilidade (4 – 74 % em volume no ar) e o alto potencial explosivo exigem padrões rigorosos de segurança em toda a cadeia de valor, da produção ao uso em queimadores industriais (9).

Em termos de papel sistêmico, o hidrogênio renovável é apontado como vetor central para conectar eletricidade renovável a processos intensivos em carbono – incluindo aço, amônia, metanol e outros químicos básicos – e para contribuir para metas climáticas de longo prazo, em combinação com soluções como captura e armazenamento de carbono (carbon capture and storage – CCS) e substituição de matérias‑primas (10,7).

A literatura recente sobre setores HTA classifica o uso de hidrogênio e a substituição de insumos fósseis como 1 entre 7 grandes categorias tecnológicas de descarbonização, ao lado de eficiência energética, eletrificação, reciclagem/demanda, bioenergia, substituição de matérias‑primas e CCS. Projeções de cenários mostram que H₂ limpo pode corresponder a cerca de 13,1 % da redução total de emissões nos setores industriais intensivos em energia até 2050, com destaque para a indústria de ferro e aço e químicos primários. Em contrapartida, no setor de cimento, sua contribuição estimada é modesta (~1,5 %), limitada por emissões de processo, riscos de alteração de propriedades do clínquer, preocupações de segurança e fragilização de materiais (7).

Essa assimetria reforça a ideia de que o H₂ não é “coringa” universal, mas um recurso a ser priorizado em nichos nos quais alternativas como eletrificação direta completa são tecnicamente ou economicamente mais desafiadoras. Nesses casos, análises comparativas sensíveis indicam que o H₂ tende a ser mais competitivo na indústria de aço, de químicos primários, em certos usos de transporte pesado e no armazenamento de longa duração, podendo atuar complementando a eletrificação direta (3,2).

Nos setores intensivos em calor, o hidrogênio aparece tanto como combustível de fornos e caldeiras quanto como insumo de processo. Em processos metalúrgicos, o H₂ pode substituir o combustível fóssil em rotas como altos-fornos ou conversor de oxigênio (blast furnace–basic oxygen furnace – BF‑BOF), em processos de redução direta (DRI) e em fornos de reaquecimento, além de atuar como agente redutor no caminho de redução direta de ferro com hidrogênio e subsequente processamento em forno elétrico a arco (hydrogen direct reduction of iron and processing in electric arc furnace – H₂‑DRI–EAF) (7,11,12).

Na indústria de cimento, o H₂ é avaliado como opção de substituição de combustível (fuel switch) em fornos e caldeiras, mas permanece complementar frente a outras alavancas como substituição de clínquer, eletrificação parcial e captura em massa de CO₂ (13,7). Já nos setores de cerâmica e vidro, o combustível renovável baseado em H₂, seja ele puro ou em blends com biomassa, biogás ou gás sintético verde, surge como rota promissora para reduzir emissões de etapas críticas como spray drying, secagem e queima (14,15).

3. Rotas de aplicação do hidrogênio em processos térmicos

3.1 Siderurgia

A siderurgia é um dos setores mais intensivos em energia e emissões de carbono, respondendo por cerca de 7 – 9 % das emissões globais de CO₂ relacionadas à energia (11,3,16). Rotas tradicionais, baseadas em BF‑BOF apresentam intensidades médias em torno de 2,2 ± 0,2 t CO₂/t de aço bruto, chegando a faixas de 2,4 ± 0,7 t CO₂/t em cenários menos eficientes (7).

3.1.1 Rotas baseadas em H₂ como redutor principal

A substituição do coque por H₂ na redução do minério de ferro é uma das rotas mais discutidas para o “aço verde” (green steel). O processo H₂‑DRI–EAF, no qual o minério é reduzido em reatores de DRI com hidrogênio e posteriormente fundido em fornos elétricos a arco, pode reduzir cerca de 80 – 90 % das emissões de CO₂ em comparação com rotas primárias convencionais, quando alimentado com H₂ de eletrólise renovável (17,12). Estimativas indicam emissões diretas da ordem de 300 kg CO₂/t de aço (0,3 t CO₂/t de aço) para configurações H₂‑DRI–EAF com pequena fração residual de gás natural (≈5 %) usada para controle de carbono e temperatura (17).

A cadeia de DRI requer fluxos significativos de insumos: aproximadamente 1,39 t de minério de ferro, 60,5 – 64,0 kg de H₂ e 3.400 – 3.600 kWh/t DRI de eletricidade (além de 80 – 125 kWh/t DRI para processamento), de acordo com estudo da IRENA (10). Esses valores ilustram o forte acoplamento entre disponibilidade de minério de alta qualidade (teor de Fe > 67 %), hidrogênio de baixa emissão e eletricidade renovável. Do ponto de vista conceitual, autores tratam produção de ferro à base de hidrogênio com energia renovável como via de evitação direta de carbono (carbon direct avoidance – CDA), isto é, rotas que evitam diretamente o uso de insumos à base de carbono no processo de redução, em contraste com soluções baseadas apenas em captura de carbono (16).

3.1.2       Hidrogênio como combustível de fornos e caldeiras

Mesmo sem migrar imediatamente para H₂DRI, a siderurgia pode reduzir significativamente as emissões ao substituir gás natural ou gases de processo por H₂ em fornos de reaquecimento e pré-aquecimento. Estudos de otimização de sistemas térmicos em usinas siderúrgicas mostram que o hidrogênio verde, produzido por eletrolisadores de membrana de troca aniônica (Anion Exchange Membrane – AEM) alimentados por energia solar fotovoltaica, pode substituir parcialmente ou totalmente o gás natural em fornos contínuos de alta temperatura, mantendo a operação dentro das especificações térmicas (18).

Em termos de engenharia de combustão, quando o H₂ substitui gás natural, gás de síntese ou coque em fornos siderúrgicos, são necessários ajustes em queimadores e fornos para acomodar diferenças em poder calorífico, densidade, temperatura de chama e velocidade de propagação da chama (11,19). Estudos experimentais indicam que misturas de H₂ e gás natural, em até cerca de 50% em volume, podem preservar a eficiência e manter emissões de NO_x controláveis, desde que se ajustem a taxa de queima, o excesso de ar e se empreguem sistemas avançados de medição e controle (11). Entende-se que, uma possível rota de descarbonização de aquecimento industrial, segue sequências que podem ir de combustão com ar e gás natural, passar por combustão oxi-combustível com gás natural (20 – 50 % de redução de CO₂ e de consumo de combustível) e culminar em combustão com H₂ e oxigênio, associada a redução de até 100 % das emissões de CO₂ relacionadas ao combustível (20).

Do ponto de vista climático, o uso de H₂ como combustível de alta temperatura é sempre benéfico se consideradas apenas emissões diretas na chaminé. Entretanto, quando se incluem emissões indiretas da eletricidade usada na eletrólise, o cenário é outro: para redes com intensidade de emissões elevada, o uso de hidrogênio pode, em certos casos, tornar as emissões totais equivalentes ou até maiores que as da rota fóssil de referência (11,21,22). Um estudo de H₂‑DRI mostra que, se a intensidade da rede elétrica for de 0,53 tCO₂/MWh, o sistema H₂‑DRI–EAF alimentado pela rede pode gerar emissões próximas às da rota BF‑BOF (≈1,9 t CO₂/t aço), evidenciando que o benefício climático depende criticamente da fonte de eletricidade (23).

Além disso, a estrutura de custos se rearranja: em configurações sem H₂, custos de gás natural e penalidades de CO₂ dominam o custo presente líquido (NPC), enquanto nas configurações com H₂ os custos de eletricidade e CAPEX do sistema de hidrogênio passam a ser os principais componentes, alterando o perfil de risco econômico (11).

3.2 Cimento

A indústria do cimento ocupa posição de destaque no ranking de emissões setoriais, sendo responsável por 2,42 Gt CO₂, equivalentes a 27% das emissões diretas industriais, e se posicionando como o quinto maior emissor global, atrás de geração de energia, transporte, indústria (exceto cimento) e produção de combustíveis (1,13). Do ponto de vista térmico, grande parte do consumo energético está associada ao aquecimento de fornos rotativos de clínquer, a aproximadamente 1.400–1.450 °C, em processos secos e “novo seco”, em linhas que incorporam pré-aquecedores, pré-calcinadores e resfriadores de clínquer (7, 24, 25). A matriz térmica típica utiliza predominantemente coque de petróleo, complementada por combustíveis alternativos, resíduos e biomassas, cuja participação no Brasil alcançou cerca de 28% em 2020 (26).

No horizonte de 2050, roteiros setoriais apontam o hidrogênio renovável como uma das alavancas necessárias para atingir emissões líquidas zero, em combinação com captura em massa de CO₂, substitutos de clínquer e eletrificação de algumas etapas (13). No entanto, análises integradas indicam que a contribuição de H₂ para abatimento de emissões no cimento é limitada (~1,5%), devido justamente à predominância de emissões de processo, liberação de CO₂ da calcinação do carbonato de cálcio e a riscos associados a alterações de propriedades de clínquer, segurança operacional e fragilização de materiais expostos à chama de H₂ (7).

Experiências recentes em fornos de cal mostram que o hidrogênio pode substituir gás natural, desde que sejam realizados ajustes no perfil de energia do forno, na distribuição de temperatura e na gestão de qualidade do produto. Demonstrações em plantas europeias indicam que H₂ e biometano têm potencial para substituir combustíveis fósseis em fornos de cal de alta pureza, mas ressaltam que a qualidade do combustível é determinante, dada a sensibilidade do produto a impurezas (27).

No geral, o papel do H₂ no cimento tende a ser complementar: ele pode reduzir emissões de combustão em fornos e caldeiras, mas dificilmente substituirá, sozinho, medidas como redução do fator clínquer, aumento de adições minerais e captura de CO₂ de processo.

3.3 Vidro

O setor de vidro representa somente cerca de 1,1% das emissões diretas industriais, entretanto, é altamente intensivo em calor, com fornos de fusão operando a aproximadamente 1.600 °C, majoritariamente abastecidos com gás natural como combustível (1,28). As rotas tecnológicas avaliadas incluem fusão elétrica completa, fusão alimentada por hidrogênio renovável, aumento da reciclagem de sucata de vidro (cullet) e CCS aplicado a fornos, sendo que a produção primária exige principalmente fuel switch para hidrogênio verde ou eletrificação direta, com combinações entre essas opções (2).

Estudos destacam que, se o hidrogênio for efetivamente renovável, as emissões relacionadas ao combustível podem ser praticamente eliminadas. Entretanto, há preocupação de que a combustão de H₂ possa aumentar emissões de NO_x devido a elevação nas temperaturas de chama, levando à um novo limitante de sustentabilidade associado à qualidade do ar local (2,3).

3.4 Cerâmica

Na indústria de revestimentos cerâmicos, as etapas de spray drying, secagem e queima em fornos rolo são responsáveis por 90% do consumo energético da linha de produção, o que torna o setor fortemente dependente de energia térmica (14). Processos típicos incluem preparação (moagem seca/úmida), conformação, secagem por convecção e queima em fornos contínuos ou periódicos, com temperaturas entre 800 °C e 1.700 °C, e, por vezes, múltiplos ciclos de queima (29,30).

A transição de double firing para single firing acarretou ganhos relevantes de eficiência energética, ao reduzir o número de ciclos térmicos e permitir formatos maiores e diferentes faixas de absorção de água (14). Ainda assim, a queima continua sendo ponto de discussão ambiental, principalmente pelo uso de gás natural em fornos túnel e rolo (30).

Roteiros de neutralidade climática indicam que a substituição progressiva de gás natural por hidrogênio renovável, biogás e gás sintético renovável em fornos cerâmicos é condição necessária para que o setor atinja emissões líquidas zero até 2050. A combinação de combustíveis alternativos e H₂ pode reduzir substancialmente as emissões de CO₂ de origem energética, desde que haja disponibilidade e infraestrutura adequadas (14).

3.5  Químicos e outros setores intensivos em calor

No setor químico, o hidrogênio é tradicionalmente utilizado como insumo na produção de amônia e metanol. Com a transição energética, o hidrogênio renovável é destacado como vetor para descarbonizar esses produtos e outros químicos de alto valor agregado, bem como para viabilizar combustíveis sintéticos para transporte marítimo (amônia, metanol) e aviação (SAF), alocando o H₂ principalmente como feedstock de baixo carbono (10, 31).

Ao mesmo tempo, muitos processos químicos do setor de produtos químicos finos são intensivos em calor, como craqueamento a vapor (800–900 °C), craqueamento catalítico (340–650 °C) e gasificação de carvão (800–1.800 °C), evidenciando demanda significativa por calor de alta qualidade (7). Nessas condições, o H₂ pode atuar como combustível limpo para queimadores, complementando estratégias de eletrificação e CCS.

4. Desafios técnicos, de segurança e infraestrutura

4.1  Combustão, NO_x e qualidade do produto

Embora a oxidação do hidrogênio produza apenas água na chaminé, sua combustão apresenta características que trazem desafios específicos. A ampla faixa de inflamabilidade e a alta velocidade de chama aumentam o risco de fenômenos como flashback e instabilidades, exigindo projeto cuidadoso de queimadores, controle de mistura e critérios de segurança robustos (9,6).

Estudos em queimadores industriais e redes de gás natural mostram que co‑firing de metano (CH₄)–H₂ pode reduzir as emissões de CO₂, mas frequentemente com penalidades em NO_x e alterações de temperatura de chama e radiação, que precisam ser compreendidas e controladas antes de se avançar para aplicações em escala industrial (34,15). Em cenários de blending de H₂ em redes de gás natural, análises apontam aumento médio de 30% nas emissões de NO_x em caldeiras a gás, o que pode agravar impactos de qualidade do ar se não forem implementadas medidas adicionais de abatimento (3).

Além das emissões atmosféricas, pode haver impactos potenciais na qualidade do produto. Em setores como vidro, cimento e cerâmica, a distribuição de calor, o perfil de radiação e a composição dos gases de combustão influenciam diretamente os processos de sinterização, formação de fases minerais e as propriedades mecânicas do produto. Autores destacam que rotas de combustão com H₂ podem exigir a revisitação e reestruturação das curvas de queima, dos fluxos de ar de resfriamento e das especificações de refratários para manter padrões de qualidade dos produtos (2, 27, 35, 36).

4.2  Materiais, dutos e fragilização por hidrogênio

A transição para economia de H₂ exige infraestrutura composta por tanques, tubulações, placas bipolares e outros componentes metálicos específicos. Estudos apontam a fragilização por hidrogênio (hydrogen embrittlement) como risco técnico central para gasodutos e ligas metálicas, o que leva ao desenvolvimento de novas ligas, materiais compósitos e revestimentos protetores (37,5).

Análises de transporte por dutos originalmente projetados para gás natural discutem a compatibilidade de materiais diante da maior difusividade do H₂, a necessidade de revestimentos, monitoramento contínuo de vazamentos e estratégias de blending com CH₄ como solução transitória (38). Normas como ASME B31.12 e DNVGL‑RP‑F101 são citadas como referências para critérios de aceitação de defeitos (amassados, trincas, fadiga) em dutos de hidrogênio, evidenciando que a base normativa ainda está em evolução (39,40).

4.3  Logística, armazenamento e escolha da rota de produção

A baixa densidade volumétrica do H₂ e os requisitos de pureza para aplicações sensíveis, como DRI “carbon‑free”, que pode operar com pureza de H₂ de 97 mol%, aumentam a complexidade logística (41,6). Comparações de rotas de armazenamento e transporte reforçam que regimes de alta pressão, liquefação ou transporte rodoviário/ferroviário podem aumentar significativamente as emissões de GEE, em comparação com gasodutos de curta distância, o que reforça a importância de análises de ciclo de vida (life cycle analysis – LCA) para identificar hotspots de emissões (9).

A viabilidade de aplicações térmicas em escala industrial depende, portanto, não apenas de queimadores prontos para uso com H₂ (“hydrogen‑ready”), mas de infraestrutura de produção e transporte, incluindo a possibilidade de reaproveitar gasodutos existentes e integrar hubs industriais com CCS, reduzindo custos de rede (7,42).

Como grande parcela do H₂ de baixo carbono atualmente é produzida via eletrólise, a efetividade climática da substituição de combustíveis fósseis por H₂ depende da intensidade de emissões da eletricidade. Estudos evidenciam que, em redes com alta intensidade de carbono, o uso de hidrogênio pode, inclusive, aumentar as emissões totais, quando comparado a cenários de gás natural com eficiência elevada (11, 21, 22).

Cenários avaliados para países como França, Polônia (dominada por carvão) e Alemanha evidenciam que a mesma solução tecnológica, como, por exemplo, forno de reaquecimento 100% H₂, pode emitir valores de CO₂ radicalmente distintos dependendo do mix elétrico, reforçando a necessidade de políticas coordenadas entre expansão renovável, eletrólise e uso final de H₂ (22).

5.     Regulamentação, políticas e estratégias empresariais

5.1  Hidrogênio na estratégia de descarbonização industrial

Estratégias nacionais e regionais de descarbonização industrial, como a Industrial Decarbonisation Strategy do Reino Unido, trabalham com cenários em que a viabilidade depende da aplicação principal do H₂ como combustível de baixo carbono, e da disponibilidade de infraestrutura de transporte de H₂ e CCUS para clusters industriais (43). No cenário com infraestrutura ampla, o hidrogênio e o CCUS desempenham papel dominante; em cenários com infraestrutura limitada a clusters, o peso da eletrificação direta do calor cresce expressivamente.

Recomendações de política pública apontam para a necessidade de combinações entre padrões mínimos de desempenho energético para ativos críticos, apoio a P&D, auditorias energéticas, reporte obrigatório, gestão de recursos e treinamento de força de trabalho, formando uma base regulatória integrada para descarbonização industrial (43). Estudos de políticas de hidrogênio renovável observam, ainda, que a literatura técnica dedica relativamente pouca atenção a dimensões políticas, geopolíticas e de criticidade de matérias‑primas, o que sugere lacunas analíticas em debates sobre custos e riscos de cadeias globais de H₂ (4).

5.2  Em quais cenários o hidrogênio faz mais sentido?

Dado que o hidrogênio é apenas uma entre várias categorias tecnológicas de descarbonização e que sua contribuição relativa varia por setor, é relevante priorizar aplicações em que:

• Não haja alternativa de eletrificação direta simples, como na redução de minério de ferro, na síntese de amônia e na produção de metanol;
• Haja forte acoplamento entre necessidades de alta temperatura e disponibilidade de H₂ de baixo carbono, como na siderurgia e no setor de produtos químicos primários;
• Nos quais o H₂ tenha o papel de destravar mudanças estruturais de processo, não atuando apenas como um substituto térmico incremental, como, por exemplo, optar por migrar de BFBOF para H₂DRI–EAF e não apenas injetar H₂ no alto-forno (12,16).

Em setores como cimento, o papel do hidrogênio pode ser importante em nichos específicos, como em fornos de cal de alta pureza, etapas de aquecimento específicas, mas o grande potencial está nas mudanças de matéria-prima, captura de processo e inovação em ligantes. Já nos setores de cerâmica e vidro, a combinação de eletrificação, quando viável, aumento de reciclagem (p. ex. cullet no vidro) e substituição parcial ou total de combustível por H₂ e biocombustíveis tende a configurar trajetórias mais balanceadas (2,14).

5.3  Pistas para estratégias empresariais

Do ponto de vista corporativo, estudos disponíveis na literatura sugerem alguns fios condutores para empresas de setores intensivos em energia que queiram incorporar hidrogênio em suas estratégias de descarbonização:

• Realizar o planejamento em estágios: começar por blends modestos de H₂ em equipamentos existentes (2 – 30%), testando impactos em NO_x, estabilidade de chama e qualidade do produto, antes de migrar para configurações 100% H₂ que exigem reestruturações esquemáticas de infraestrutura (15, 3).
• Realizar a integração com matriz elétrica de baixo carbono: priorizar projetos em regiões com disponibilidade de renováveis abundantes e intensidades de emissões da rede mais baixas, ou com possibilidade de PPAs (Power Purchase Agreement) dedicados, de forma a garantir que o ganho de emissões diretas não seja anulado por emissões indiretas da eletricidade (11, 22, 42).
• Considerar gestão de riscos regulatórios e de segurança: antecipar requisitos de normas de materiais, avaliar requisitos de qualidade do H₂, como, por exemplo, os limites de impurezas segundo ISO 14687:2019, e padrões de segurança industrial, incorporando esses elementos em decisões de projeto e contratos de fornecimento (40, 39, 37).
• Sinergias com eficiência e gestão energética: combinar investimentos em hidrogênio com programas de gestão de energia e melhorias de eficiência, que podem amplificar ganhos e reduzir custos marginais de abatimento (43).

6.     Considerações finais

O hidrogênio ocupa um lugar ambivalente na agenda de descarbonização de setores hard-to-abate. Ao mesmo tempo em que é peça central de muitos cenários net zero, o H₂, principalmente se renovável, acarreta desafios técnicos, econômicos e regulatórios que dificultam a sua aplicação. Nesse sentido, a literatura recente converge para algumas mensagens-chave importantes ao setor, que merecem destaque:

• O papel do H₂ é estrutural, mas seletivo. Em setores como aço e produtos químicos primários, o hidrogênio – especialmente em rotas H₂DRI–EAF e como feedstock renovável – é responsável por parcela relevante do potencial de abatimento até 2050. No setor de cimento, seu papel é complementar e relativamente pequeno, enquanto nos setores de vidro e cerâmica, o H₂ aparece como elemento de um “mix” com eletrificação e biomassa (7,2).
• O hidrogênio não substitui a necessidade de remover emissões residuais. Mesmo com implantação extensa de tecnologias atuais, as estimativas indicam que cerca de 6,1% das emissões dos hard-to-abate permanecerão residuais em 2050, exigindo tecnologias acopladas para a remoção de CO₂ (7).
• A efetividade climática depende da matriz elétrica e da logística. Sem eletricidade de baixa emissão e cadeias de armazenamento e transporte otimizadas, o H₂ corre o risco de ser usado de forma pouco eficiente, ou até de gerar “greenwashing” em estratégias corporativas (11, 9, 21).
• A regulamentação e a coordenação são tão importantes quanto a tecnologia. Estratégias industriais mostram que decisões sobre infraestrutura de hidrogênio e CCS moldam, desde já, quais setores terão acesso a H₂ competitivo, e se a combinação entre eletrificação, hidrogênio e CCS será economicamente eficiente (43,5).

Dessa forma, compreende-se que o hidrogênio, ainda mais se renovável, tem potencial para ser protagonista na redução de emissões em setores intensivos em energia, especialmente naqueles em que o calor de alta temperatura e insumos à base de carbono caminham juntos, como na siderurgia e em partes da indústria química. Entretanto, para que o H₂ seja consolidado na transição energética, será necessário combinar inovação tecnológica, regulamentação coerente, incentivos fiscais e governamentais e estratégias empresariais que priorizem aplicações de maior impacto climático e econômico.

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Sugestão de citação: Cazula, B. B.; Silva, D. F. A.; Ayad, S. M. M. E.; Reinert, P. A. G.; Dalazem, L. G.  O papel do hidrogênio na redução de emissões em setores intensivos em energia. Ensaio Energético, 27 de abril, 2026.

Bárbara Cazula

Possui graduação e doutorado em Química pela UEM (PDSE no Institut Eurpéen des Membrenes da Université de Montpellier), mestrado em Engenharia de Energia pela UNIOESTE e Pós-Doutorado em Engenharia e Tecnologia Ambiental pela UFPR. Atua como pesquisadora de PD&I na Protium Dynamics e como professora de Química Geral na Unicesumar.

Daniele de Fatima Amorim Silva

Pesquisadora de PD&I na Protium Dynamics. Especialista em economia da energia, insumo-produto, transição energética e políticas públicas. Doutora em Economia (UNESP), com estágio no Oxford Institute for Energy Studies. Atuou em órgãos estaduais (IMESC e SEPLAN/MA), como consultora (SENAI/CIMATEC) e docente. Atualmente é pesquisadora bolsista no Instituto Tecnológico Vale – ITV/DS.

Sami Ayad

Cientista de PD&I na Protium Dynamics. Possui graduação em Física pela Fisk University – EUA, mestrado, doutorado em Engenharia Mecânica (PDSE na Aston University-Reino Unido) e pós-doutorado (bolsista PRH-ANP) na UFRJ, com ênfase em otimização de sistemas térmicos e análise da combustão de motores operando com combustíveis alternativos.

Pedro Antonio Galacci Reinert

Graduando em Engenharia Química na UEM e Trainee de PD&I na Protium Dynamics. Possui experiência em processos químicos, com ênfase em sistemas fotocatalíticos e produção de nanopartículas fluorescentes a partir de resíduos industriais, além de participações em projetos de ensino direcionados à elaboração de metodologias ativas de aprendizagem. Atualmente iniciou o mestrado voltado à hidrogenação de CO₂ a CH₃OH.

Leonardo Galuppo Dalazem

Graduando em Engenharia Química na UNIOESTE e Trainee de PD&I na Protium Dynamics. Possui experiência em modelagem e simulação de processos químicos, com foco em reformas catalíticas do metano e do biogás para produção de hidrogênio de baixo carbono.