Enquanto o mundo responde aos desafios das mudanças
climáticas, os sistemas de energia estão evoluindo rapidamente. Nos últimos 10
anos, assistimos ao aumento (e redução drástica de custos) de energias
renováveis, como a eólica e a solar, na medida em que já não são consideradas
energias alternativas, tornando-se fontes de energia tradicionais. Agora, qual
será o “próximo grande passo” enquanto o mundo muda para um futuro com menos
carbono?
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| Photo y USARPAC is licensed under CC PDM 1.0 |
Grande avanço na produção de hidrogênio "verde"
Até agora, as indicações apontam para energia de hidrogênio.
A combustão de hidrogênio com oxigênio produz a água como
seu único subproduto, um resultado melhor do que os combustíveis fósseis, como
carvão ou gás natural, que produzem dióxido de carbono (CO2) e outros
poluentes, como dióxido de enxofre e óxido de nitrogênio. O hidrogênio pode ser
usado diretamente como combustível na produção de energia e outras aplicações
de calor, e pode ser misturado com gás natural. Em particular, o hidrogênio
usado com células de combustível (um dispositivo que converte energia potencial
química em energia elétrica) é mais promissor para aplicações de transporte
pesado (como camiões, comboios e navios) e aplicações industriais que requerem
eletricidade e calor.
O Hydrogen Council , uma iniciativa global das principais
empresas de energia, transporte e indústria, prevê que até 2050 o hidrogênio
possa movimentar mais de 400 milhões de carros de passageiros em todo o mundo e
até 20 milhões de camiões e cinco milhões de autocarros. A empresa espera que
as tecnologias de hidrogênio forneçam 18% das necessidades totais de energia do
mundo na época, com as vendas anuais geradas pelo mercado de células a
combustível de hidrogênio chegando a US $ 2,5 triliões e criando 30 milhões de
empregos. A "economia do hidrogênio" mais ampla poderia ser muito
maior.
No entanto, antes que isso aconteça, as indústrias de
energia precisam responder a uma questão crucial: de onde virá todo esse
hidrogênio?
Atualmente, mais de 95% do hidrogênio do mundo é produzido a
partir de combustíveis fósseis, como o gás natural, por meio do processo de
reforma do metano a vapor. Infelizmente, trata-se de um processo que resulta
muito carbono, com emissões de sete quilos de CO2, em média, quando se produz 1
kg de hidrogênio. O processo de reforma do metano a vapor pode ser acoplado à
tecnologia de captura e armazenamento de carbono para reduzir as emissões de
CO2, mas o custo de produção de captura e armazenamento de hidrogênio é cerca
de 45% maior. E o custo de evasão de CO2 também é alto, em cerca de € 70 por
tonelada. Isso não é financeiramente viável e exigiria avanços tecnológicos na
captura e armazenamento de carbono para se tornar uma solução sustentável.
Como alternativa, o hidrogênio também pode ser produzido por
eletrólise, que usa eletricidade para dividir a água em hidrogênio e oxigênio,
usando energia renovável sem carbono e baixo custo. O hidrogênio produzido a
partir de eletricidade renovável também poderia facilitar a integração de altos
níveis de energia renovável variável no sistema de energia, usando a produção
renovável excedente para eletrólise, armazenando hidrogênio por longos períodos
de tempo e usando hidrogênio para produzir eletricidade em células a
combustível.
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| Photo "Toyota hydrogen fuel cell at the 2014 New York International Auto Show" by Joseph Brent is licensed under CC BY-SA 2.0 |
Hidrogénio, vantagens e desvantagens
Esse ciclo geral é um pouco semelhante ao armazenamento de
energia hidrelétrica bombeada em termos de capacidade de armazenamento de longo
prazo e deslocamento de tempo da produção renovável. O oxigênio produzido pela
eletrólise também tem valor de mercado para aplicações industriais e médicas (é
importante ter em mente que para cada kg de hidrogênio também são produzidos oito
quilos de oxigênio). Os países em desenvolvimento podem maximizar o
desenvolvimento de seu potencial de energia renovável participando da economia
global de hidrogênio.
O mundo precisa de pioneiros que estejam dispostos a assumir
a liderança e arcar com o custo dos “primeiros impulsionadores” da energia do
hidrogênio, assim como a Alemanha fez com a tecnologia solar fotovoltaica. No
Japão, como parte de sua política energética "3E + S" (segurança
energética, eficiência econômica e proteção ambiental, além de segurança), o governo
formulou a primeira estratégia de hidrogênio do século 21 em dezembro de 2017,
com o objetivo de estabelecer uma economia de hidrogênio até 2050.
A economia do hidrogênio tem como premissa o uso de
hidrogênio como combustível, particularmente para a produção de eletricidade e
veículos movidos a hidrogênio, e usar hidrogênio para armazenamento a longo
prazo e para o transporte de longa distância de energia sem carbono. A chave
para alcançar tal economia de hidrogênio é reduzir o custo do hidrogênio de
mais de US $ 10 por quilo para cerca de US $ 2 por quilo, o que seria
competitivo com o gás natural.
Os países em desenvolvimento seriam os grandes vencedores do
movimento em direção a uma economia do hidrogênio. Primeiro, do lado da oferta,
os países em desenvolvimento poderiam utilizar seus recursos de energia
renovável para produzir hidrogênio e exportá-lo para outros países, como já é
feito com o gás natural liquefeito.
Por exemplo, a energia renovável (incluindo energia
hidrelétrica, eólica, biomassa e solar) na República Democrática Popular do
Laos (Laos) pode representar um potencial de cerca de 50 gigawatts (GW). O país
e seus vizinhos precisam de cerca de 20 GW, de modo que o potencial de energia
renovável não utilizado poderia ser usado para produzir hidrogênio com emissões
zero de CO2. Então, potencialmente, Lao PDR poderia se tornar um importante
exportador de energia renovável através da cadeia de fornecimento de
hidrogênio.
Em segundo lugar, do lado da procura, os países em
desenvolvimento poderiam começar a usar tecnologias de hidrogênio em áreas
específicas. Por exemplo, veículos com célula de combustível podem ser totalmente
carregados com hidrogênio dentro de cinco minutos para um alcance de condução
de 500 km ou mais, com zero CO2, emissões de dióxido de enxofre ou óxido de
nitrogênio.
Nos últimos anos, a República Popular da China vem reduzindo
a produçao de energia renovável (eólica, solar e hidrelétrica) em cerca de 100
terawatts-hora por ano. Essa redução na produção de energia poderia ser usada
para produzir cerca de 1,5 milhão de toneladas de hidrogênio, o suficiente para
abastecer cerca de 10 milhões de carros movidos a célula de hidrogênio por um
ano. Isso evita cerca de 30 milhões de toneladas de emissões de CO2. Em linha
com os objetivos nacionais de qualidade do ar, o ADB apoiou os autocarros de
célula de combustível na cidade de Zhangjiakou, na província de Hebei, local
dos próximos Jogos Olímpicos de Inverno.
Quais são os próximos passos? As instituições financeiras de
desenvolvimento, como o ADB, podem fazer mais apoiando seus membros de cinco
maneiras específicas:
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| Photo "testing the h2mdk fuel cell kit" by matthewvenn is licensed under CC BY-SA 2.0 |
NASA esta desenvolvendo aviões elétricos com célula de hidrogenio
Compartilhar informações sobre energia de hidrogênio para
que os formuladores de políticas e os participantes do setor estejam cientes
das últimas tendências e tecnologias
Ajudar os governos a desenvolver uma estratégia, roteiro e
marco regulatório para o desenvolvimento da energia do hidrogênio
Aprimorar a plataforma de comércio de carbono para cobrir o
custo extra da produção de hidrogênio baseada em combustíveis fósseis com
captura e armazenamento de carbono
Tecnologias piloto de hidrogênio e modelos de negócios para
ampliação
Financiar projetos de energia de hidrogênio, incluindo
infraestrutura de produção, transporte e distribuição, bem como aplicações no
mercado.
A adoção dessas iniciativas tornará os países em
desenvolvimento “prontos para uso de hidrogênio”. Para o bem do meio ambiente e
o desenvolvimento de indústrias novas e dinâmicas, o mundo está passando por
uma transformação de energia de baixo carbono. Nenhum país deve ser deixado
para trás.
Células solares produzem eletricidade sem sol
Fonte//Renewableenergyworld
