Em muitas cidades, regiões metropolitanas, polos turísticos, áreas industriais e sistemas lagunares, a água não é apenas paisagem: é infraestrutura de transporte. Travessias, barcas, embarcações de apoio, rotas de passageiros e serviços logísticos de curta distância conectam territórios, reduzem a pressão sobre vias terrestres e integram a mobilidade urbana de forma eficiente. Mas existe um problema: boa parte dessa operação ainda depende de motores a diesel, com emissões locais de material particulado, NOx (óxidos de nitrogênio), ruído, vibração e CO2, além da exposição a custos operacionais voláteis.
A discussão sobre hidrogênio (H2) nesse contexto não deve começar pelo insumo energético, mas pela operação. Uma embarcação lacustre ou aquaviária urbana não é apenas um casco com um sistema de propulsão. Ela é parte de uma cadeia que envolve rota, frequência, tempo de parada, perfil de carga, infraestrutura de abastecimento, segurança, manutenção, disponibilidade, custo total de propriedade e integração com outros modais. É nesse ponto que o hidrogênio pode ser tecnicamente relevante: não como solução universal, mas como uma alternativa para aplicações em que eletrificação direta, diesel convencional e biocombustíveis apresentam limites práticos, ambientais ou operacionais.
A pressão regulatória e de mercado também tornou o tema mais concreto. A Organização Marítima Internacional (IMO) estima que as emissões de gases de efeito estufa do transporte marítimo global cresceram entre 2012 e 2018, e a estratégia revisada da entidade passou a visar as emissões líquidas nulas por volta de 2050, com metas indicativas intermediárias para 2030 e 2040 [1,2]. Embora a mobilidade lacustre urbana tenha uma escala muito diferente do transporte marítimo internacional, ela compartilha a mesma pergunta técnica: como substituir combustíveis fósseis sem comprometer confiabilidade, segurança e viabilidade econômica?
O desafio: descarbonizar sem transformar a operação em um experimento permanente
A mobilidade aquaviária de curta e média distância tem características que tornam a transição energética promissora, mas exigente. Ao contrário de veículos leves, embarcações costumam operar com ciclos intensivos, janelas de manutenção estreitas, requisitos rigorosos de segurança e consequências operacionais relevantes em caso de indisponibilidade. Em rotas públicas ou industriais, uma falha de abastecimento ou de propulsão não é apenas um problema técnico: afeta passageiros, contratos, produtividade e credibilidade do serviço.
O objetivo deste artigo é discutir, com uma visão técnica e aplicada, como o hidrogênio pode fazer sentido na mobilidade lacustre, lagunar e aquaviária urbana; quais gargalos precisam ser enfrentados; e quais critérios deveriam orientar uma análise séria de viabilidade. A tese central é direta: o hidrogênio pode contribuir para a descarbonização do setor aquaviário, hoje ainda muito associado ao diesel, especialmente quando integrado a uma visão de mobilidade urbana e logística multimodal. Mas sua adoção só se sustenta quando a solução é desenhada a partir do sistema completo, e não apenas da substituição do motor.
A primeira decisão não é “hidrogênio ou não”: é entender o perfil operacional
A escolha entre bateria, hidrogênio, biocombustível, híbrido diesel-elétrico ou outra rota tecnológica depende menos de preferência tecnológica e mais de perfil de missão. Em mobilidade aquaviária, fatores como distância da rota, velocidade média, frequência, tempo de atracação, capacidade de passageiros, peso embarcado, variação climática, correnteza, disponibilidade de energia elétrica no terminal e exigência de autonomia definem o desenho energético.
Em rotas curtas, com baixa demanda de potência, tempo suficiente de parada e acesso robusto à rede elétrica, a eletrificação por baterias pode ser a alternativa mais simples e eficiente. Ela reduz componentes, evita a cadeia de abastecimento de combustível e pode oferecer alta eficiência energética. Por outro lado, quando a embarcação exige maior autonomia, alta utilização diária, recargas rápidas ou operação em terminais onde a infraestrutura elétrica seria custosa ou limitada, o hidrogênio passa a ganhar relevância como vetor energético.
O ponto central é que a viabilidade não está no hidrogênio isolado, mas no balanço entre energia embarcada, massa, volume, tempo de abastecimento e disponibilidade operacional. O hidrogênio comprimido armazena mais energia por massa do que baterias, mas ocupa volume relevante e exige tanques, válvulas, sensores, sistemas de ventilação, zonas de segurança e procedimentos específicos. O hidrogênio líquido pode aumentar a densidade volumétrica, mas adiciona complexidade criogênica, perdas por evaporação e requisitos ainda mais rigorosos de projeto e operação. Portanto, em embarcações urbanas e lacustres, o caminho mais realista tende a ser uma análise caso a caso, com forte atenção à arquitetura do sistema.
Célula a combustível, combustão ou híbrido: a arquitetura importa
Quando se fala em embarcação a hidrogênio, há pelo menos duas rotas principais. A primeira é usar o hidrogênio em células a combustível, dispositivos eletroquímicos que convertem H₂ e oxigênio (O2) em eletricidade, calor e água. Em aplicações de mobilidade, a tecnologia PEM (Membrana de Troca Protônica) é uma das mais discutidas por sua resposta dinâmica e maturidade relativa. Nesse arranjo, a célula a combustível alimenta motores elétricos, normalmente com uma bateria de apoio para absorver picos de potência, recuperar energia quando possível e suavizar a operação do sistema.
A segunda rota é a combustão de hidrogênio em motores adaptados. Ela pode aproveitar parte do conhecimento existente em motores, mas tende a ter menor eficiência do que células a combustível e pode gerar NOx dependendo das condições de combustão. Para mobilidade urbana em áreas sensíveis, onde a redução de emissões locais e ruído é um dos objetivos centrais, a solução com célula a combustível e propulsão elétrica costuma ser tecnicamente mais alinhada, ainda que tenha maior complexidade de integração e custo inicial.
Na prática, muitas arquiteturas promissoras são híbridas. A bateria não precisa competir com a célula a combustível; ela pode complementar o sistema. A célula fornece energia de forma contínua em uma faixa eficiente de operação, enquanto a bateria responde a acelerações, manobras, picos de carga e redundância. Essa combinação melhora o desempenho, o conforto, a resposta operacional e a vida útil dos componentes, desde que o sistema de controle seja bem especificado.
Estudos técnicos sobre o uso marítimo de hidrogênio destacam justamente a necessidade de olhar para a cadeia completa: produção, armazenamento, distribuição, abastecimento, conversão em energia, segurança e integração embarcada [4,5]. Reduzir a discussão a “hidrogênio vs diesel” empobrece a decisão. O que define a viabilidade é o conjunto embarcação-terminal-abastecimento-operação.
O gargalo da infraestrutura: abastecer é tão importante quanto navegar
Em mobilidade aquaviária a hidrogênio, a infraestrutura de abastecimento pode ser o principal fator de sucesso ou fracasso. Uma frota com rotas previsíveis e retorno frequente a uma base operacional tem uma vantagem clara: permite centralizar o abastecimento, planejar estoque, reduzir dispersão logística e dimensionar equipamentos com maior previsibilidade. Esse é um dos motivos pelos quais aplicações como ferries, barcas, embarcações de passageiros e serviços portuários de apoio aparecem com frequência em estudos e projetos demonstrativos.
Mesmo assim, o terminal precisa ser tratado como parte do sistema energético. A análise deve considerar: se o hidrogênio será produzido localmente por eletrólise; se será entregue por caminhão; se será armazenado em cilindros, tanques ou carretas; qual será a pressão de abastecimento; qual o tempo disponível entre viagens; quais redundâncias são necessárias; e como a operação será protegida contra falhas.
O custo também muda de lugar. No diesel, o abastecimento já está maduro, distribuído e padronizado. No hidrogênio, o CAPEX (investimento de capital) inclui produção ou recebimento, compressão, armazenamento, dispensers, obras civis, sistemas de segurança, integração com o terminal e, muitas vezes, engenharia regulatória. O OPEX (custos operacionais) depende fortemente do preço do hidrogênio, da energia elétrica, da logística, da manutenção de compressores e da disponibilidade da frota.
Esse é um ponto essencial para evitar promessas exageradas. O hidrogênio de baixa emissão ainda representa uma fração muito pequena da produção global de hidrogênio, e a Agência Internacional de Energia (IEA) aponta que a maior parte da demanda atual continua concentrada em usos industriais tradicionais, como refino e produção química [3]. Para a mobilidade aquaviária, isso significa que a viabilidade climática e econômica depende de acesso real a hidrogênio de baixa emissão, não apenas da troca do combustível a bordo.
Segurança: não é barreira absoluta, mas é critério de engenharia
O hidrogênio tem propriedades que exigem projeto e operação específicos. A sua relativa baixa densidade faz com que o hidrogênio se disperse com rapidez quando há ventilação, significando que o risco não deve ser tratado com medo genérico, mas com engenharia: detecção, ventilação, segregação de volumes, redundância, válvulas de alívio, sistemas de parada de emergência, classificação de áreas, treinamento de tripulação e procedimentos de resposta.
No setor marítimo, esse cuidado já vem sendo estruturado em documentos técnicos e regulatórios. A IMO publicou diretrizes provisórias para instalações de células a combustível em navios, buscando garantir que o nível de segurança e confiabilidade seja comparável ao de sistemas convencionais [6]. A Agência Europeia de Segurança Marítima também tem produzido estudos específicos sobre células a combustível e segurança do hidrogênio em embarcações, incluindo riscos de vazamento, ventilação, detecção e integração com normas existentes [7,8].
Para aplicações lacustres e urbanas, a segurança deve incluir tanto a embarcação quanto o terminal. O ponto de abastecimento fica frequentemente próximo a passageiros, áreas públicas, operadores, oficinas, rede elétrica e outros combustíveis. A solução precisa ser desenhada para reduzir exposição, simplificar procedimentos e criar uma rotina operacional repetível. Em outras palavras, segurança não é uma etapa posterior ao projeto. Ela é uma condição de arquitetura.
O que os primeiros projetos internacionais já ensinam
Os primeiros projetos comerciais e demonstrativos mostram que a tecnologia é possível, mas também revelam o quanto a curva de aprendizado ainda importa. O ferry MV Sea Change, nos Estados Unidos, é um exemplo relevante de embarcação de passageiros movida a célula a combustível de hidrogênio. O projeto demonstrou operação com propulsão elétrica e hidrogênio comprimido, mas também evidenciou custos elevados de combustível e implantação em comparação com alternativas convencionais [9].
Na Noruega, a embarcação MF Hydra ganhou destaque como ferry movido a hidrogênio líquido, indicando outra rota tecnológica para operações com maior demanda energética e infraestrutura mais especializada [10]. Esses casos não devem ser copiados de forma automática para sistemas lacustres brasileiros ou latino-americanos. Eles servem como benchmarks técnicos: mostram que o desafio não está apenas em fazer a embarcação navegar, mas em criar um ecossistema regulatório, operacional e econômico que permita repetição.
A principal lição é que pilotos bem desenhados são instrumentos de aprendizagem, não peças de marketing. Eles precisam medir consumo real, disponibilidade, degradação de componentes, custos de manutenção, desempenho em diferentes condições climáticas, tempo de abastecimento, aceitação operacional, protocolos de segurança e interação com o terminal. Sem esses dados, a decisão de escala fica frágil.
Brasil: potencial técnico, mas necessidade de coordenação
No Brasil, a discussão sobre descarbonização aquaviária começa a ganhar densidade institucional. A Empresa de Pesquisa Energética (EPE) publicou nota técnica específica sobre descarbonização do transporte aquaviário, avaliando alternativas tecnológicas e combustíveis de baixa emissão alinhados ao cenário brasileiro [11]. O Plano Nacional do Hidrogênio (PNH2) e a Política Nacional do Hidrogênio de Baixa Emissão de Carbono também indicam uma tentativa de organizar diretrizes, governança e previsibilidade para o desenvolvimento da cadeia [12].
Esse contexto é relevante porque o país combina matriz elétrica relativamente renovável, potencial para produção de hidrogênio de baixa emissão, extensas áreas costeiras, sistemas fluviais e lacustres importantes, além de demanda crescente por soluções urbanas e logísticas de menor emissão. Ao mesmo tempo, o transporte aquaviário não é homogêneo. Longo curso, cabotagem, navegação interior, travessias urbanas, turismo e apoio portuário têm perfis energéticos muito diferentes. A própria EPE reconhece a necessidade de avaliar múltiplas rotas, incluindo biocombustíveis, eletricidade, gás natural liquefeito, metanol, amônia e hidrogênio, conforme aplicação e horizonte de adoção [13].
Para mobilidade lacustre e lagunar, o caminho mais promissor tende a estar em rotas previsíveis, com operação frequente, terminais concentrados e potencial de integração com outros modais. Nesses casos, a infraestrutura de hidrogênio pode ser dimensionada para uma demanda conhecida, reduzindo incertezas. Em contrapartida, operações esporádicas, com baixa utilização ou sem acesso a hidrogênio de baixa emissão, dificilmente justificarão o investimento inicial no curto prazo.
Quais cenários o hidrogênio faz sentido e quais nem tanto
O hidrogênio tende a fazer mais sentido em aplicações aquaviárias com alta utilização diária, com necessidade de autonomia superior à que seria conveniente para baterias, tempo limitado para recarga elétrica, rotas fixas, base de abastecimento centralizada e demanda por redução de emissões locais. Também pode ser relevante quando a operação aquaviária faz parte de uma estratégia urbana ou industrial mais ampla, em que o mesmo hub de hidrogênio atende embarcações, veículos terrestres, equipamentos portuários ou processos industriais.
Por outro lado, o hidrogênio provavelmente não será a melhor resposta quando a rota é curta, a potência é baixa, a rede elétrica do terminal é robusta e há tempo suficiente para recarga. Nesses casos, a eletrificação direta pode ser mais eficiente, simples e competitiva. Também há limitações quando a frota é pequena demais para amortizar infraestrutura, quando o suprimento de hidrogênio depende de longas cadeias logísticas caras ou quando o hidrogênio disponível tem alta intensidade de carbono.
A descarbonização do transporte aquaviário será, portanto, um portfólio. Estudos sobre combustíveis marítimos deixam claro que não existe uma única rota tecnológica capaz de resolver todos os perfis de operação [14]. A decisão correta não é escolher uma “tecnologia vencedora” de forma abstrata, mas definir qual combinação de soluções entrega menor emissão, maior confiabilidade e melhor custo total para uma aplicação específica.
A próxima fronteira não é a embarcação, é o ecossistema
A mobilidade lacustre, lagunar e aquaviária urbana pode ocupar um papel importante na descarbonização das cidades e de sistemas logísticos regionais. O hidrogênio tem potencial para contribuir nesse processo, especialmente em operações com rotas previsíveis, alta utilização, exigência de autonomia, necessidade de abastecimento rápido e forte pressão por redução de emissões locais. Mas seu sucesso depende menos de entusiasmo tecnológico e mais de engenharia de sistema.
A decisão deve considerar embarcação, terminal, combustível, segurança, regulação, manutenção, custo total de propriedade e integração com outros modais. Em cenários em que a bateria for mais simples e eficiente, ela deve ser considerada seriamente. Já naqueles que o hidrogênio resolver limitações de autonomia, tempo de recarga ou escala energética, ele pode se tornar uma alternativa competitiva, desde que haja suprimento de baixa emissão e infraestrutura bem dimensionada.
Para empresas, operadores públicos, concessionárias, hubs logísticos, polos industriais e organizações interessadas em mobilidade aquaviária sustentável, o caminho mais seguro é começar com uma avaliação técnica estruturada. A Protium Dynamics pode apoiar essa jornada por meio de estudos de viabilidade, diagnósticos energéticos, modelagem de rotas, avaliação de CAPEX e OPEX, desenho conceitual de infraestrutura, análise de riscos e execução para projetos com hidrogênio. O objetivo não é antecipar uma solução, mas construir a solução certa para a operação certa.
Como a Protium se insere: análise sistêmica antes da solução
A Protium Dynamics promove um estudo detalhado da mobilidade aquaviária e lacustre a hidrogênio como parte de um conjunto mais amplo de soluções promissoras para a transição energética. Essa abordagem não parte da premissa de que toda embarcação deve ser movida a hidrogênio, mas de uma pergunta mais rigorosa: em quais condições o hidrogênio cria valor técnico, ambiental e econômico superior às alternativas disponíveis?
Na prática, isso exige uma metodologia de análise que inicia pelo perfil de missão. Antes de especificar célula a combustível, tanque ou eletrolisador, é necessário modelar a operação: energia por viagem, potência de pico, regime de velocidade, número de ciclos diários, tempo de parada, capacidade de passageiros ou carga, disponibilidade esperada, redundância mínima, restrições de terminal e requisitos regulatórios. A partir daí, torna-se possível comparar alternativas em termos de CAPEX, OPEX, emissões, maturidade tecnológica, segurança e escalabilidade.
A contribuição da Protium está justamente nessa leitura de sistema. Uma solução de hidrogênio aplicável não é apenas fornecimento de um ativo, equipamento embarcado ou infraestrutura de abastecimento. É integração entre engenharia, energia, operação e modelo de negócio. Para uma rota lacustre, isso pode significar avaliar se o melhor desenho é uma embarcação 100% elétrica com bateria, uma embarcação híbrida com célula a combustível, um terminal de abastecimento compartilhado, uma produção local de hidrogênio de baixa emissão ou uma etapa inicial de diagnóstico energético antes de qualquer investimento em ativos.
A Protium ainda analisa a criação de um case específico para esse recorte, e é por isso que não faria sentido criar evidências artificiais. O posicionamento técnico é mais importante: a empresa avalia o tema com foco em viabilidade real, segurança operacional, integração com ativos existentes e potencial de escala. Em vez de tratar o hidrogênio como resposta pronta, a Protium o considera uma ferramenta de descarbonização a ser aplicada quando os fundamentos operacionais e econômicos sustentam a decisão.
Essa visão é especialmente relevante para clientes, operadores e parceiros que desejam explorar o tema sem transformar a operação em laboratório permanente. O primeiro passo pode ser um estudo de viabilidade, um diagnóstico energético da rota, uma análise comparativa entre bateria e hidrogênio, uma avaliação de infraestrutura de terminal ou um roadmap de implantação por fases. Em todos os casos, o objetivo é reduzir a incerteza antes de imobilizar capital.
Referências
[1] INTERNATIONAL MARITIME ORGANIZATION. Fourth IMO Greenhouse Gas Study 2020. London: IMO, 2020. Disponível em: página institucional da IMO. Acesso em: 8 maio 2026.
[2] INTERNATIONAL MARITIME ORGANIZATION. 2023 IMO Strategy on Reduction of GHG Emissions from Ships. London: IMO, 2023. Disponível em: página institucional da IMO. Acesso em: 8 maio 2026.
[3] INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Global Hydrogen Review 2025. Paris: IEA, 2025. Disponível em: relatório da IEA. Acesso em: 8 maio 2026.
[4] EUROPEAN MARITIME SAFETY AGENCY. Potential of Hydrogen as Fuel for Shipping. Lisbon: EMSA, 2023. Disponível em: relatório técnico da EMSA. Acesso em: 8 maio 2026.
[5] ZHAKA, Vasiola; SAMUELSSON, Björn. Hydrogen as fuel in the maritime sector: from production to propulsion. Energy Reports, v. 12, p. 5249-5267, 2024. DOI: 10.1016/j.egyr.2024.11.005.
[6] INTERNATIONAL MARITIME ORGANIZATION. MSC.1/Circ.1647: Interim Guidelines for the Safety of Ships Using Fuel Cell Power Installations. London: IMO, 2022. Disponível em: circular técnica da IMO. Acesso em: 8 maio 2026.
[7] DNV GL. Study on the Use of Fuel Cells in Shipping. Lisbon: European Maritime Safety Agency, 2017. Disponível em: estudo técnico da EMSA. Acesso em: 8 maio 2026.
[8] EUROPEAN MARITIME SAFETY AGENCY. Safety of Hydrogen for Use in Ships. Lisbon: EMSA, 2026. Disponível em: página técnica da EMSA. Acesso em: 8 maio 2026.
[9] VAN SICKLE, E.; RALLI, P.; PRATT, J. W.; KLEBANOFF, L. E. MV Sea Change: The first commercial 100% hydrogen fuel cell passenger ferry in the world. International Journal of Hydrogen Energy, v. 105, p. 389-404, 2025. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2025.01.040.
10] NORLED. MF “Hydra”: the world’s first. Stavanger: Norled, 2023. Disponível em: página institucional da Norled. Acesso em: 8 maio 2026.
[11] EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Descarbonização do Transporte Aquaviário. Nota Técnica NT-EPE-DPG-SDB-2025-04. Rio de Janeiro: EPE, 2025. Disponível em: publicação técnica da EPE. Acesso em: 8 maio 2026.
[12] BRASIL. Lei nº 14.948, de 2 de agosto de 2024. Institui a Política Nacional do Hidrogênio de Baixa Emissão de Carbono. Brasília, DF: Presidência da República, 2024. Disponível em: legislação federal. Acesso em: 8 maio 2026.
[13] EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Caderno de Demanda Energética do Setor de Transportes: Plano Decenal de Expansão de Energia 2035. Rio de Janeiro: EPE, 2025. Disponível em: publicação técnica da EPE. Acesso em: 8 maio 2026.
[14] BALCOMBE, Paul et al. How to decarbonise international shipping: options for fuels, technologies and policies. Energy Conversion and Management, v. 182, p. 72-88, 2019. DOI: 10.1016/j.enconman.2018.12.080.
Sami Massalami Mohammed Elmassalami Ayad atua como eng. Desenvolvedor Sênior na Protium Dynamics. Doutor em Eng. Mecânica pela UFRJ. Desenvolve atividades em pesquisa e desenvolvimento de soluções energéticas com foco em hidrogênio e otimização de sistemas térmicos.
