Por que o Hidrogênio Ainda Pode Ser o Combustível do Futuro

Hydrogen has long been noted as a potential fuel for the future.  One that will eliminate the need for fossil fuels to power internal combustion engines (ICE) by offering a clean burning alternative that is easily accessible.  Interestingly, this future is becoming more likely as scientists are now discovering new sources of hydrogen around the world.  Some through natural excretions from the Earth and some through the introduction of enzymes into capped wells.

Empresas que Desenvolvem Tecnologia de Células a Combustível de Hidrogênio

The following are each companies that have dedicated divisions surrounding the development of Hydrogen fuel cells and Hydrogen ICE.

Cummins Inc. (NASDAQ: CMI)

Established in 1919, Cummins Inc. (CMI ) has grown to become a global leader in power solutions.  With its headquarters in Columbus, Indiana, the company is renowned for designing, manufacturing, selling, and servicing a broad range of power products, including diesel and alternative fuel engines, electric and hybrid powertrains, and associated components.  Cummins operates through five distinct segments: Engine, Distribution, Components, Power Systems, and New Power.

Fundada em 1919, a Cummins Inc. cresceu e se tornou líder global em soluções de energia. Com sede em Columbus, Indiana, a empresa é reconhecida por projetar, fabricar, vender e prestar serviços para uma ampla gama de produtos de energia, incluindo motores a diesel e de combustíveis alternativos, sistemas de propulsão elétricos e híbridos, e componentes associados. A Cummins opera através de cinco segmentos distintos: Motor, Distribuição, Componentes, Sistemas de Energia e Nova Energia.

Nos últimos anos, a Cummins tem feito a transição proativa para soluções de energia mais sustentáveis, com ênfase especial no hidrogênio. O segmento New Power da empresa, lançado em 2019, dedica-se ao desenvolvimento de sistemas de propulsão eletrificados, tecnologia avançada de baterias, células a combustível e geração de hidrogênio.

Um marco significativo na mudança da Cummins em direção ao hidrogênio foi a aquisição da Hydrogenics Corporation em 2019. Como inovadora líder em tecnologias de células a combustível e produção de hidrogênio, a integração da Hydrogenics nas operações da Cummins representou um passo importante no compromisso da empresa com soluções baseadas em hidrogênio.

Por meio de parcerias estratégicas e investimentos, a Cummins está posicionando-se na vanguarda da economia do hidrogênio, aproveitando sua ampla expertise em sistemas de energia e componentes. O foco da empresa no hidrogênio reforça sua dedicação à sustentabilidade e descarbonização.

Capitalização de Mercado: $34.34B

Relação Preço/Lucro (P/E): 13.73

Lucro por Ação (EPS): $17.74

No momento da redação, a Cummins (CMI) apresentava as métricas acima e está listada como ‘Compra’ entre a maioria das grandes firmas de investimento.

Plug Power Inc. (NASDAQ: PLUG)

The Plug Power Inc. (PLUG ), established in 1997 and headquartered in Latham, New York, is a pioneering force in the development of hydrogen fuel cell technology.  The company designs, develops, manufactures, and commercializes hydrogen fuel cell systems used to power electric motors primarily in the electric mobility sector.

A Plug Power Inc., fundada em 1997 e com sede em Latham, Nova Iorque, é uma força pioneira no desenvolvimento de tecnologia de células a combustível de hidrogênio. A empresa projeta, desenvolve, fabrica e comercializa sistemas de células a combustível de hidrogênio usados para alimentar motores elétricos principalmente no setor de mobilidade elétrica.

Plug Power’s innovative fuel cell systems are designed to replace conventional batteries in electrically powered vehicles and equipment, such as forklifts used in warehouses and distribution centers.  The company’s product line includes GenDrive, a hydrogen-fueled PEM fuel cell system providing power to material handling electric vehicles.

Os inovadores sistemas de células a combustível da Plug Power são projetados para substituir baterias convencionais em veículos e equipamentos elétricos, como empilhadeiras usadas em armazéns e centros de distribuição. A linha de produtos da empresa inclui o GenDrive, um sistema de célula a combustível PEM alimentado por hidrogênio que fornece energia a veículos elétricos de manuseio de materiais.

Nos últimos anos, a Plug Power ampliou seu foco além das células a combustível para manuseio de materiais e começou a mirar mercados mais amplos. Isso inclui sistemas de energia estacionária, frotas de veículos de entrega e até possíveis aplicações na aviação. As aquisições estratégicas da empresa, como a da United Hydrogen e da Giner ELX, reforçaram ainda mais sua posição na economia do hidrogênio ao aprimorar suas capacidades de geração, liquefação e distribuição de hidrogênio.

O compromisso da Plug Power com a tecnologia de células a combustível de hidrogênio reforça sua dedicação a soluções de energia sustentável e sua visão de um futuro mais verde.

Capitalização de Mercado: $7.09B

Relação Preço/Lucro (P/E) Futuro 1 ano: -12.14

Lucro por Ação (EPS): $-1.33

No momento da redação, a Plug Power (PLUG) apresentava as métricas acima e está listada como ‘Compra Forte’ entre a maioria das grandes firmas de investimento.

O que é Hidrogênio?

Hydrogen is the simplest and most abundant element in the universe.  It is a colorless, odorless, and tasteless gas under standard conditions.  Hydrogen has a single electron and proton, making it the lightest element.

O hidrogênio é o elemento mais simples e mais abundante do universo. É um gás incolor, inodoro e insípido sob condições padrão. O hidrogênio possui um único elétron e próton, tornando-o o elemento mais leve.

O hidrogênio é altamente reativo devido à configuração de seus elétrons. Ele tem um elétron em sua camada mais externa, enquanto precisa de dois para alcançar uma configuração estável semelhante ao gás nobre hélio. Isso faz com que o hidrogênio esteja ansioso para formar ligações com outros elementos a fim de preencher sua camada externa. Ele forma facilmente ligações com elementos que precisam de um elétron para completar suas próprias camadas externas, como o oxigênio na formação da água (H2O), ou com outro átomo de hidrogênio para formar uma molécula de hidrogênio (H2). Essa propensão a formar ligações com outros elementos para alcançar uma configuração eletrônica estável é o que torna o hidrogênio tão reativo.

O hidrogênio é comumente usado em várias indústrias, incluindo o setor de energia, onde é visto como uma potencial fonte de combustível limpo porque, quando usado para produzir energia em uma célula a combustível, emite apenas água como subproduto.

Como é Usado como Combustível?

Hydrogen can be used as a fuel in several ways:

1. Células a Combustível: Em uma célula a combustível, hidrogênio e oxigênio são combinados para produzir eletricidade, com água e calor como os únicos subprodutos. Esse processo é limpo e eficiente. As células a combustível podem ser usadas em uma variedade de aplicações, desde alimentar edifícios até veículos elétricos.
2. Motores de Combustão Interna: O hidrogênio pode ser usado em um motor de combustão interna de forma semelhante à gasolina ou ao diesel. No entanto, isso é menos comum e tipicamente menos eficiente do que usar hidrogênio em células a combustível.
3. Geração de Energia: O hidrogênio pode ser queimado em uma turbina para gerar eletricidade, similar às turbinas a gás natural.
4. Armazenamento de Energia: O hidrogênio pode atuar como um meio de armazenamento de energia. O excesso de energia renovável (como energia eólica ou solar) pode ser usado para produzir hidrogênio por eletrólise. Esse hidrogênio pode então ser armazenado e usado posteriormente quando a demanda de energia está alta ou a produção de energia renovável está baixa.

The main advantage of using hydrogen as a fuel is that it only produces water when burned or used in a fuel cell, making it a clean energy source that doesn’t contribute to greenhouse gas emissions.

A principal vantagem de usar hidrogênio como combustível é que ele produz apenas água quando queimado ou usado em uma célula a combustível, tornando-se uma fonte de energia limpa que não contribui para as emissões de gases de efeito estufa.

Por que o Hidrogênio como Combustível é Importante?

The shift to using hydrogen as a fuel is important for several reasons:

1. Impacto Ambiental: O hidrogênio, quando usado como combustível em células a combustível, produz apenas água como subproduto, tornando-se uma fonte de energia limpa. Isso pode reduzir significativamente as emissões de gases de efeito estufa e ajudar a mitigar as mudanças climáticas.
2. Segurança Energética: O hidrogênio pode ser produzido a partir de uma variedade de recursos, incluindo água, gás natural e biomassa. Essa diversificação das fontes de energia pode aumentar a segurança energética e reduzir a dependência de combustíveis fósseis.
3. Versatilidade: O hidrogênio pode ser usado em uma ampla gama de aplicações, desde alimentar veículos até aquecer residências e gerar eletricidade. Essa versatilidade o torna potencialmente uma parte importante de um futuro energético sustentável.

No entanto, também existem desafios associados ao uso do hidrogênio como combustível, incluindo processos de produção que tradicionalmente são bastante intensivos em energia. Também devem ser consideradas as dificuldades de armazenamento e transporte, bem como a necessidade de desenvolvimento significativo de infraestrutura. Apesar desses desafios, os benefícios potenciais do hidrogênio fazem dele uma área importante de foco na transição para um sistema energético mais sustentável.

Fontes de Hidrogênio

As we have already established, hydrogen’s atomic structure makes it particularly reactive.  This characteristic has long led us to believe that pure hydrogen is hard to find in nature, resulting in a reliance on techniques like electrolysis to generate a supply.  However, there have been various developments over the past couple of years that indicate this line of thinking may be wrong.

Como já estabelecemos, a estrutura atômica do hidrogênio o torna particularmente reativo. Essa característica nos fez acreditar por muito tempo que o hidrogênio puro é difícil de encontrar na natureza, resultando em uma dependência de técnicas como a eletrólise para gerar suprimento. No entanto, houve vários desenvolvimentos nos últimos dois anos que indicam que essa linha de pensamento pode estar errada.

Enzimas de Poços de Petróleo

Humans have been drilling for oil since the mid-19th century.  As a result of this activity, there are countless abandoned and depleted wells around the world.  Interestingly, scientists have discovered that, while the wells may be depleted of their oil, there remains an opportunity now to withdraw a more sustainable fuel from their depths – Hydrogen.

Os humanos têm perfurado petróleo desde meados do século XIX. Como resultado dessa atividade, existem inúmeros poços abandonados e esgotados ao redor do mundo. Curiosamente, os cientistas descobriram que, embora os poços possam estar esgotados de petróleo, ainda há uma oportunidade de extrair um combustível mais sustentável de suas profundezas – o hidrogênio.

This is being made possible by companies like Cemvita Factor, which are developing specialized enzymes that, when introduced to depleted wells, work to break down lingering hydrocarbons into various components, with hydrogen being one of them.  The company refers to hydrogen generated from this process as ‘Gold Hydrogen’.

Isso está sendo possibilitado por empresas como a Cemvita Factor, que estão desenvolvendo enzimas especializadas que, quando introduzidas em poços esgotados, quebram os hidrocarbonetos remanescentes em vários componentes, sendo o hidrogênio um deles. A empresa refere-se ao hidrogênio gerado por esse processo como ‘Hidrogênio Ouro’.

Reservas Naturais de Hidrogênio

While introducing enzymes to depleted wells is a fantastic approach to revitalizing an existing resource, is it the only means of generating a supply?  Interestingly, there have been multiple discoveries in recent years of massive, naturally forming, pockets of hydrogen gas.  A few countries in which such examples have been found include,

• Australia
• Canada
• France
• Germany
• Japan
• Russia
• New Zealand

Apesar dessas ocorrências, os cientistas ainda estão aprendendo sobre o processo de origem do hidrogênio, a extensão das reservas e o efeito potencial nos ambientes circundantes se for extraído. Independentemente disso, o potencial desses depósitos para acelerar a adoção generalizada do hidrogênio como fonte de combustível é enorme.

Palavra Final

Overall, hydrogen remains a tantalizing alternative/replacement for our continued reliance on fossil fuels.  Thankfully, due to the ingenuity on offer by scientists around the world, we may soon have access to more affordable and plentiful supplies of hydrogen through both natural and treated wells.  With this being the case, there will be a subsequent decrease in the cost of production for hydrogen, making it an even more appealing fuel for companies like Cummins and Plug Power to develop solutions around.

No geral, o hidrogênio continua sendo uma alternativa/substituição atraente para nossa dependência contínua de combustíveis fósseis. Felizmente, graças à engenhosidade dos cientistas ao redor do mundo, em breve poderemos ter acesso a suprimentos de hidrogênio mais acessíveis e abundantes, tanto de poços naturais quanto tratados. Sendo assim, haverá uma subsequente diminuição no custo de produção do hidrogênio, tornando-o um combustível ainda mais atraente para empresas como a Cummins e a Plug Power desenvolverem soluções em torno dele.