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Energia renovável mais hidrogénio: a fórmula para um futuro livre de carbono

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Energia renovável mais hidrogénio: a fórmula para um futuro livre de carbono

Artigo da PictetAM

Para alcançar um futuro livre de carbono, precisamos de uma grande expansão das energias renováveis. Isso permitiria uma eletrificação completa de transporte, aquecimento, energia industrial, etc. Embora, por si só, não seja suficiente. O problema é que as energias renováveis ​​são fontes de energia imperfeitas.

Eles produzem mais eletricidade do que podemos consumir quando o sol está a brilhar ou quando há vento, mas não geram eletricidade à noite ou quando o ar está parado.

No Reino Unido, por exemplo, em agosto passado ocorreu um período em que a participação da energia eólica na produção total de eletricidade variou de 5% a 61% ao longo de um único dia. E é aqui que o hidrogénio pode fazer a diferença. De muitas maneiras diferentes, é a chave para tornar a energia renovável mais eficiente para um futuro livre de carbono.

Se o excedente gerado pelas energias renováveis ​​pudesse ser transformado em hidrogénio de maneira barata e limpa, todo um novo mundo de possibilidades se abriria.

Com os processos adequados implementados, o hidrogénio produzido pela energia solar e eólica pode ser reconvertido em eletricidade ou usado como alternativa aos combustíveis fósseis em atividades como a indústria do aço. Ele também pode ser usado como um importante transportador de energia para a fabricação de combustíveis sintéticos para aviação.

Hidrogénio verde

A revolução do hidrogénio verde já está em andamento. Em Orkney, na costa noroeste da Escócia, os serviços públicos começaram a converter o excedente de energia eólica em hidrogénio, que é usado para produzir aquecimento e fazer células de combustível para pequenas aeronaves.

Na Suécia, a siderúrgica SSAB está usando hidrogénio  para fazer aço. Na Austrália, a empresa de produtos agrícolas Yara está usando hidrogénio para produzir amônia, que é usada para criar um fertilizante sem carbono. Na Noruega, o consórcio Norsk e-Fuel está projetando a primeira usina elétrica comercial da Europa para coletar CO2 do ar e combiná-lo com hidrogénio para produzir combustível renovável para aviação.

No momento, esses projetos são relativamente caros, mas à medida que os custos de produção de hidrogénio e captura de CO2 caem, eles convergirão com os custos dos combustíveis fósseis.

Em 2011, a rapidez da mudança exponencial no custo da energia solar foi subestimada praticamente em todo o mundo. O mesmo parece estar a acontecer com a mudança para veículos elétricos em certas partes do mundo. Na Alemanha, eles já representam quase 10% das suas vendas totais. O hidrogénio, a versão verde (veja box), pode ser a próxima surpresa para um futuro livre de carbono.

Todas as cores do hidrogénio

  • Hidrogénio verde:  extraído do gás natural ou carvão. Atualmente, este é o tipo mais comum de hidrogénio produzido. Tal deve-se sobretudo ao facto de ser de longe o mais barato, com um custo de produção de € 1,50 / kg, segundo dados da Comissão Europeia. No entanto, não é amigo do ambiente. A Agência Internacional de Energia estima que a produção de hidrogénio cinza é responsável pela emissão de cerca de 830 milhões de toneladas de dióxido de carbono a cada ano.
  • Hidrogénio azul:  produzido a partir do gás natural, mas de uma forma que reduz bastante as emissões de carbono. O carbono emitido é capturado e armazenado em depósitos subterrâneos. O custo de produção do hidrogénio azul é de cerca de € 2 / kg. No entanto, o sequestro de carbono muitas vezes não é totalmente eficiente, portanto, embora seja muito melhor para o meio ambiente do que o seu equivalente cinza, não pode marcar a caixa de zero emissões. A tecnologia atual também tem limitações em relação à quantidade de carbono que pode ser capturada e armazenada.
  • Hidrogénio verde:  produzido a partir da eletrólise da água, processo que separa a água em oxigênio e hidrogénio por meio de uma corrente elétrica gerada por fontes renováveis ​​como o sol ou o vento. O processo representa um santo graal para o meio ambiente, pois produz zero emissões de carbono e usa combustíveis renováveis. Por enquanto, porém, é caro (custando entre € 2,50 e € 5,50 / kg). No entanto, espera-se que os custos caiam à medida que as energias renováveis ​​se tornam mais baratas e os regulamentos restringem as emissões de carbono.

O produtor de gás norueguês Nel ASA pretende produzir hidrogénio verde a € 1,5 / kg até 2025, possivelmente a um custo menor do que produzir hidrogénio cinza em muitas partes do mundo. O declínio no preço da eletricidade renovável é fundamental, pois o custo do hidrogénio verde está vinculado ao custo da energia necessária para produzir o hidrogénio. O custo dos eletrolisadores também conta, mas não são tão importantes.

Os regulamentos podem ajudar a acelerar esse processo. Uma taxa de carbono entre US $ 50 e US $ 100 por tonelada torna quase todas essas tecnologias verdes baseadas em hidrogénio viáveis. As autoridades estão se conscientizando dessa oportunidade. O hidrogénio é um elemento-chave no Acordo Verde europeu, com o qual a UE pretende instalar pelo menos 6 gigawatts de eletrolisadores de hidrogénio renovável até 2024. Também está na mira do governo americano de Joe Biden.

O transporte é outro desafio. Embora seja mais barato transportar o hidrogénio por longas distâncias do que a eletricidade, ele ainda apresenta problemas. Ele pode ser transportado como um líquido, mas convertê-lo nessa forma consome muita energia e requer temperaturas muito baixas. Pode ser mais eficiente transportar tanto como amônia quanto como transportador orgânico líquido, duas áreas-chave para pesquisa.

A minha hipótese é que a descarbonização total se dará através de um enorme crescimento das energias renováveis ​​que permitirão a eletrificação de praticamente tudo, bem como um aumento da produção e distribuição do hidrogénio. A solução dupla de hidrogénio mais energia renovável pode descarbonizar a maior parte da economia mundial.

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