Tudo o que precisa de saber sobre os carros a hidrogénio

O que é um carro a hidrogénio?

A pilha de combustível a hidrogénio é uma tecnologia bastante antiga, uma vez que as suas primeiras aplicações remontam a 1804. Nessa época, o suíço François Isaac-de-Rivaz construiu a primeira pilha utilizando o que na altura se designava por «gás de carvão», que pode ser considerado o antecessor do hidrogénio utilizado atualmente.
Um carro a hidrogénio moderno é um carro elétrico. A diferença em relação a um carro elétrico a bateria (de iões de lítio, por exemplo) é que, neste caso, a eletricidade é produzida por um gerador que utiliza dihidrogénio (H2). Este sistema, denominado «pilha de combustível», aproveita a reação química entre o hidrogénio e o oxigénio para produzir eletricidade e enviá-la para o motor. O carro a hidrogénio deve, portanto, estar equipado com um reservatório de gás pressurizado e seguro.

Como funciona uma pilha de combustível?

A pilha de combustível de um carro a hidrogénio é um componente bastante complexo que funciona como um gerador eletroquímico.
No interior da pilha, o hidrogénio proveniente do depósito recombina-se com o oxigénio proveniente de uma entrada de ar, o que gera eletricidade para alimentar o motor. Esta reação química liberta apenas vapor de água. A ausência de emissões nocivas para o ambiente e para a saúde durante a condução torna, portanto, o veículo a hidrogénio uma solução tão interessante quanto o veículo elétrico «clássico»*.

O reabastecimento do carro a hidrogénio

Abastecer com hidrogénio é tão fácil e rápido como abastecer com gasolina. Basta ligar a pistola da estação de abastecimento de hidrogénio ao veículo, ligar a bomba e aguardar alguns minutos. Bastam alguns quilos de hidrogénio para alimentar a pilha de combustível de hidrogénio, permitindo percorrer várias centenas de quilómetros. No entanto, como as infraestruturas públicas de abastecimento ainda são escassas em França e na Europa, a maioria dos automóveis com pilha de combustível faz parte de frotas de empresas que dispõem das suas próprias estações de hidrogénio. Com base nesta constatação, a Renault propõe o Kangoo Z.E. Hydrogen e o Master Z.E. Hydrogen, para além das suas versões elétricas clássicas.

De onde vem o hidrogénio?

O hidrogénio está presente em grandes quantidades na natureza. Atualmente, o seu consumo limita-se a alguns setores industriais de elevado valor acrescentado (metalurgia, refinação, têxtil, vidro, eletrónica…). Como combustível, é utilizado na propulsão de foguetões espaciais, uma vez que a sua eficiência energética é muito elevada (um quilo de dihidrogénio contém três vezes mais energia do que um quilo de gasolina).
No entanto, como o seu consumo total continua a ser baixo, poucos investimentos foram realizados para a sua produção. Atualmente, é produzido por «vapor-reforma» de carvão ou petróleo. Uma cadeia de hidrogénio verde também se encontra em fase de desenvolvimento. Baseia-se em energias renováveis, como a eletrólise da água a partir de energia eólica ou fotovoltaica, … ou ainda a energia nuclear.

Carro a hidrogénio vs carro elétrico: quais são as diferenças?

Embora o carro a hidrogénio seja, acima de tudo, um carro elétrico, apresenta diferenças fundamentais em relação aos veículos elétricos mais tradicionais. A fonte de alimentação do motor não é a mesma: os carros elétricos tradicionais utilizam uma bateria, que deve ser recarregada através de uma ligação à corrente, para fornecer energia ao motor elétrico; o carro a hidrogénio utiliza uma célula de combustível para produzir a eletricidade necessária. Mas é possível combinar as duas soluções. É a opção escolhida pela Renault com os seus Kangoo Z.E. Hidrogénio e Master Z.E. Hidrogénio: continuam a ser alimentados pela bateria, e a pilha de hidrogénio permite recarregar a bateria enquanto se conduz. O raio de ação é assim alargado.

Vantagens da célula de combustível de hidrogénio em relação a um carro elétrico

A principal vantagem de um carro elétrico com célula de combustível em relação a um veículo elétrico a bateria reside na autonomia e na rapidez de recarga numa estação de hidrogénio. Os poucos carros a hidrogénio existentes no mercado oferecem até três vezes mais autonomia do que os veículos elétricos, com 350 a 600 quilómetros de autonomia por «tanque» cheio, enquanto um carro elétrico equivalente oferece 120 a 400 quilómetros com uma bateria totalmente carregada.
A sua segunda vantagem é a velocidade de recarga. O carro a hidrogénio é particularmente indicado para poupar tempo de recarga em viagens longas, graças à rapidez do seu abastecimento de hidrogénio: bastam 5 a 10 minutos para encher o depósito de hidrogénio numa estação, enquanto uma carga de bateria a 80 % requer uma paragem de pelo menos meia hora.

Desvantagens da célula de hidrogénio em comparação com um carro elétrico

Enquanto as estações de carregamento elétrico, nomeadamente as de alta potência, se tornam cada vez mais comuns no território europeu, as estações de hidrogénio continuam a ser bastante raras. Embora a rede se expanda todos os anos, existem atualmente menos de 200 estações de abastecimento de hidrogénio na Europa. Em França, apenas cerca de quarenta estações estão registadas e existem cerca de cem projetos de construção, enquanto a Alemanha conta com 87 estações e o Reino Unido com menos de 20. Líder mundial, o Japão registava 114 estações de hidrogénio no final de 2019.
Além disso, a complexa tecnologia da pilha de combustível de hidrogénio torna um carro a hidrogénio cerca de 50 % mais caro do que um carro elétrico equivalente.

Que futuro espera o carro a hidrogénio?

O carro a hidrogénio desperta o interesse da maioria dos fabricantes automóveis devido às suas vantagens evidentes. Fiáveis, limpos na utilização* e com uma grande autonomia, os veículos que utilizam hidrogénio deverão, por isso, multiplicar-se ao longo da próxima década. Tal como acontece com o carro elétrico «clássico» e as suas infraestruturas de recarga em desenvolvimento, a densificação da rede de postos de hidrogénio constituirá uma das chaves para a sua implantação em grande escala: uma condição indispensável para tornar esta tecnologia mais acessível do que é atualmente.

Quanto custa um carro a hidrogénio na compra?

Ainda fabricados em pequenas séries, os automóveis a hidrogénio continuam a ser hoje em dia bastante caros na compra. Os veículos particulares disponíveis no mercado rondam os 70 000 euros ou mais. O Renault Kangoo Z.E. Hydrogen, a única carrinha compacta com célula de combustível comercializada, está, no entanto, disponível a partir de 48 300 euros, sem impostos, em França.

Quais são os incentivos à compra de um veículo a hidrogénio?

Em França, os automóveis e veículos comerciais ligeiros movidos a hidrogénio beneficiam dos mesmos incentivos do Estado que os automóveis elétricos a bateria. O bónus ecológico para particulares pode, assim, atingir os 7 000 euros e os 5 000 euros para profissionais. É também concedido um montante de 3 000 euros para valores superiores ao limite máximo de 60 000 euros imposto aos outros veículos elétricos.
A este bónus ecológico acrescenta-se o prémio de conversão pela destruição de um veículo antigo poluente, que pode atingir 10 000 euros sob determinadas condições. Várias iniciativas regionais e locais oferecem prémios adicionais cujo montante pode atingir 12 000 euros!
Na Alemanha, em 2020, os compradores de um carro elétrico podem beneficiar de uma redução de 50 % do IVA e de um prémio de abate no valor máximo de 6 000 euros. No Reino Unido, o prémio atinge os 6 720 euros. A Itália, a Espanha e outros países europeus deverão também seguir o exemplo este verão.

Para saber mais, assista à conferência dedicada aos veículos a hidrogénio, no âmbito do Renault eWays 2020.

* sem emissões de CO₂ nem de poluentes atmosféricos regulamentados durante a condução, de acordo com o ciclo de homologação WLTP, excluindo peças de desgaste.

Direitos de autor: Anthony Bernier