segunda-feira, 10 de junho de 2019

É limpo, poderoso e disponível, mas estamos prontos para o uso do hidrogênio?


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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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.



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:



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

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