Como podemos aproveitar o potencial do hidrogénio para obter energia limpa, segura e acessível?

Com mais de 10 milhões de toneladas métricas produzidas anualmente nos EUA, estima-se que a produção de hidrogénio seja uma indústria de 100 mil milhões de dólares. O zumbido em torno da conversão de electricidade em hidrogénio deve-se à sua densidade energética que permite armazenar grandes quantidades de energia em comparação com a bateria e alternativas em grande escala (por exemplo, hidrogénio bombeado).

Actualmente, a eficiência de conversão da electrólise é de cerca de 50-70 % e as unidades de escala MW estão a entrar em funcionamento (ref. Fig. 7,Relatório IRENA 2018) .

Os Peritos da Fundação Solar Impulse, por ocasião do desafio dos Peritos em Munique, discutiram como a economia do hidrogénio e a sua intersecção com o armazenamento de energia à escala de médio prazo deveria ser uma prioridade chave na construção de um futuro sustentável.

Os participantes da mesa redonda discutiram as questões relacionadas com os actuais métodos de produção de hidrogénio. Embora uma grande variedade de combustíveis possa ser utilizada para produzir hidrogénio (incluindo renováveis, nuclear, gás natural, carvão e petróleo) até à data, aproximadamente 95% de todo o hidrogénio produzido no mundo, é obtido através da separação do hidrogénio do carbono, muitas vezes a partir do gás natural (metano) ou carvão (ref. Fig 6, Relatório IEA 2019). De facto, a produção de hidrogénio a partir de energia com baixo teor de carbono e renovável continua a ser dispendiosa por agora, mas tem o potencial de se tornar mais acessível no futuro, considerando tanto a diminuição esperada dos custos das energias renováveis, como o aumento da capacidade de aumentar a produção de hidrogénio.

A par das melhorias necessárias no campo do abastecimento, o armazenamento de energia pode desempenhar um papel importante na melhoria da integração dos sistemas de hidrogénio. Existem poucos vectores de energia que permitem o armazenamento durante o período de semanas a meses, pelo que o hidrogénio pode desempenhar um papel crucial no apoio às energias renováveis intermitentes.

O armazenamento de hidrogénio é, no entanto, um desafio. Embora a densidade energética baseada na massa de hidrogénio seja elevada, mesmo superior aos combustíveis fósseis, a sua densidade volumétrica de energia é baixa, exigindo uma compressão intensiva de energia para fins de armazenamento. Entre os métodos de armazenamento de hidrogénio podem ser utilizadas tecnologias de armazenamento físico (compressão/arrefecimento) e tecnologias de transporte baseadas em materiais (por exemplo, hidretos metálicos e líquidos hidrogenados). Os materiais de transporte comercializam pressões mais baixas para a complexidade operacional, exigindo equipamento específico de carregamento e descarregamento.

Se os desafios de armazenamento e distribuição com hidrogénio puderem ser resolvidos, os impactos potenciais são de grande alcance. O hidrogénio é extremamente versátil, intersectando-se com indústrias de grande escala, tais como a produção de fertilizantes, química e siderúrgica. Fornece um caminho muito necessário para uma descarbonização profunda nestas indústrias que consomem grandes quantidades de energia.

Além disso, o hidrogénio pode ser misturado com gás natural para descarbonizar as aplicações térmicas existentes e pode ser ideal para transportes pesados, tais como navios e comboios.

No entanto, a visibilidade pública do pleno potencial do hidrogénio continua a ser baixa. A cobertura mediática centra-se frequentemente apenas em aplicações de transporte pessoal, apesar de estes serem mercados muito pequenos, mesmo após décadas de desenvolvimento.

A Pragma lançou uma bicicleta de Hidrogénio, a cerca de 7.500 euros por bicicleta, e pelo menos 30.000 euros para uma estação de carregamento, as bicicletas são demasiado caras para o mercado consumidor, mas a empresa está a trabalhar para reduzir isso para 5.000 euros. A redução dos custos em pequena escala acabará por melhorar a penetração da tecnologia no mercado, no entanto, a tecnologia é actualmente mais adequada às indústrias pesadas e ao armazenamento de energia a longo prazo que têm menos opções para descarbonizar.

A boa notícia é que as tecnologias comprovadas de hidrogénio já estão hoje disponíveis e podem desempenhar um papel significativo na descarbonização tanto dos transportes como dos difíceis processos intensivos de energia (ref. Relatório da AIE de 2019). De facto, algumas destas Soluções já fazem parte do portfólio das 1000 Soluções, por exemplo: HYPE, Hydrosile o Centro de Energia Inteligente.

Do debate da mesa redonda, os peritos destacaram a necessidade de reduzir os custos de capital das infra-estruturas de hidrogénio e de avançar com tecnologias em que a utilização do hidrogénio proporcione uma vantagem de desempenho. As partes interessadas tais como governos, indústrias, e o sector privado precisam de mais apoio público, dando-lhes confiança para perseguirem todos os benefícios ambientais que o hidrogénio pode permitir.