O uso do hidrogênio como vetor energético vem sendo cada vez mais estudado para o desenvolvimento econômico sustentável. Os planos incluem tecnologias oriundas do hidrogênio e de produtos Power-to-X.
Um estudo que foi contratado pelo World Energy Council sobre uso do hidrogênio verde no mundo mostrou que, até o final de 2020, 20 países possuíam estratégias sólidas para uso e implantação do hidrogênio, além de 14 países contarem com projetos piloto.
Um dos usos possíveis é o hidrogênio para armazenamento de energia em pequena e larga escala. Saiba mais em nosso artigo.
Como é possível utilizar hidrogênio como vetor para armazenar energia?
A forma mais comum é armazenando o hidrogênio como um gás comprimido, mas também é possível armazená-lo como um líquido criogênico exigindo temperaturas muito baixas.
Além dessas formas, também é possível guardar o hidrogênio em materiais sólidos (hidretos metálicos) e a liberação é feita a partir das demandas. Esse último método exige mais recursos e tecnologias.
Para realizar o transporte de longas distâncias da substância, o mais recomendado é armazená-lo de forma líquida. O hidrogênio se dissipa muito rapidamente se escapar de um recipiente de armazenamento. Em geral, devemos também evitar o transporte de hidrogênio acima de 1500 km na forma de gás, pois é muito mais econômico enviá-lo como líquido criogênico ou outro transportador líquido. Assim, evita-se o desperdício.
Sistema de geração e armazenamento de hidrogênio
A empresa australiana Lavo é uma das pioneiras na utilização de sistema de geração e armazenamento de hidrogênio para uso doméstico. Recentemente, a empresa anunciou a comercialização do produto inovador que é utilizado em residências que já tenham um sistema de geração de energia solar fotovoltaica, dessa forma, a tecnologia armazena o excesso de energia utilizando hidrogênio.
Chamado Lavo Green Energy Storage System, o gabinete pesa 324 kg e deve ficar do lado de fora da casa. É possível conectar-se aos painéis de energia solar e à água da residência. O sistema usa o excesso de energia para a eletrólise da água, liberando oxigênio e armazenando o hidrogênio. Quando necessário, o hidrogênio é convertido em eletricidade através de uma célula a combustível. Além disso, o sistema é capaz de armazenar cerca de 40 quilowatts-hora de energia, o suficiente para abastecer uma casa australiana média por 2 dias.
O hidrogênio pode assumir importante papel na produção descentralizada de energia.
No setor elétrico, o hidrogênio pode servir como uma forma de armazenamento flexível de energia a partir de fontes renováveis, resolvendo assim o desequilíbrio entre a oferta e a demanda de energia.
Benefícios do uso de hidrogênio como vetor para armazenamento de energia
Sustentabilidade
Apesar do processo de eletrólise exigir recursos, é inegável o potencial de energia limpa. Ao armazenar energia renovável na forma de hidrogênio, é possível reduzir o consumo de outros combustíveis fósseis reduzindo as emissões de gases tóxicos para a atmosfera e para a saúde da população.
Custos
Ainda que hoje os custos para utilização do hidrogênio como vetor energético sejam altos, a expectativa é que na próxima década esses preços caiam drasticamente. A explicação é que deve haver redução de custos para geração de energia renovável, no geral, e também por conta do aumento da demanda por componentes para a cadeia de produção.
Por que países veem potencial no hidrogênio para armazenamento de energia?
O hidrogênio tem se mostrado uma solução promissora por alguns motivos: a matéria-prima pode ser armazenada durante meses e até mesmo anos sem perdas por descarga em comparação com outras tecnologias de armazenamento.
Além disso, o hidrogênio vem sendo considerado um vetor de energia de fonte renovável e é capaz de diminuir consideravelmente as emissões de CO2 de alguns setores.
Esses dois pontos são cruciais para países que desejam alinhar desenvolvimento e sustentabilidade, principalmente aqueles que querem diversificar sua matriz para garantir segurança energética.
Panorama do uso de hidrogênio no mundo
De acordo com a Agência Internacional de Energia (IEA), em 2020, foram instalados diversos centros de pesquisa e desenvolvimento com o hidrogênio, que acrescentaram cerca de 70 MW de capacidade de eletrólise, duplicando o recorde do ano anterior.
Além disso, o estudo Hydrogen – Scalling Up mostra o hidrogênio verde como sendo o vetor de energia mais promissor dos próximos anos e salienta ações que utilizam tecnologias do hidrogênio verde na redução de emissões de CO2, uma delas é seu uso para armazenamento de energia, aumento da eficiência de energia e melhoria do aproveitamento energético.
Estados Unidos
Nos Estados Unidos, o documento Road Map to a US Hydrogen Economy enfatiza o uso de hidrogênio como forma de fortalecer a segurança energética no país, suprimindo 14% da demanda de energia até 2050. A ideia também é fazer com que o material seja um facilitador do sistema de energia renovável e também fortifique a economia do país.
União Europeia
Na publicação Hydrogen Roadmap Europe: A Sustainable Path for the European Energy Transition, feita em 2019, é mostrado que o hidrogênio é um elemento essencial na transição energética dos países europeus, podendo representar até 24% da demanda de energia final e 5,4 milhões de empregos na União Europeia até 2050, além de citar sobre a implantação em massa de pilhas e baterias de hidrogênio até o mesmo ano.
Alemanha
A Alemanha é um dos países referências quando falamos em uso de hidrogênio para energia. O Governo Federal Alemão já declarou que apenas o hidrogênio produzido com base em energias renováveis é sustentável a longo prazo.
Chile
O Chile é um dos países com maior potencial de produção e exportação de hidrogênio verde no mundo. O Ministério de Energia do Chile já deixou claro que, até 2050, será possível reduzir em até 20% das emissões de CO2 no país por meio do hidrogênio verde.
Plantas de hidrogênio no Brasil
Atualmente, a maioria dos projetos de hidrogênio verde como fonte direta de energia ou como vetor energético ainda são de carater experimental, aparecendo apenas em projetos-piloto e P&D, mas é possível encontrar algumas iniciativas recentes de maior escala no Brasil.
A Unigel, uma das maiores indústrias químicas da América Latina, anunciou este ano que investirá 120 milhões de dólares na construção da sua primeira fábrica de hidrogênio verde no Brasil. A intenção é que seja a maior do mundo. Segundo a empresa, a fábrica deve entrar em operação até final de 2023 com produção de 10 mil toneladas por ano de H2V, que devem ser convertidas para produção de amônia verde (60 mil toneladas/ano).
Além disso, a Enel Green Power assinou um memorando de entendimentos com o governo do Ceará para a construção de uma usina de hidrogênio verde no estado, a partir da eletrólise da água. O objetivo é instalar o projeto Green Hydrogen Fortaleza, com capacidade de 400 MW em um primeiro momento.
Afinal, o uso de hidrogênio será tendência nos próximos anos?
Os especialistas afirmam que ainda é necessário realizar mais estudos, principalmente para tornar o armazenamento mais eficiente e diminuir os custos do processo. Porém, como vimos ao longo do artigo, grandes nações estão apostando e investindo bastante na produção e uso do hidrogênio, fato que faz com que a tecnologia avance ainda mais e se torne cada vez mais popular no mundo.
No Parque Tecnológico Itaipu, desenvolvemos projetos e arranjos técnicos-comerciais que vão desde a produção até a aplicação do hidrogênio, incluindo operacionalização de plantas pilotos, manutenção e instrução em segurança.
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