O hidrogénio verde chegou e vai mudar as nossas vidas

Há cerca de uns meses, o nosso colega Martin Lopez mencionou no seu blog "Como se integra a tecnologia e a inovação no novo modelo energético", os planos e estratégias que tanto a médio (horizonte 2030) como a longo prazo (horizonte 2050), e a nível nacional e europeu, que já estão em curso para alcançar o ambicioso objetivo de alcançar uma economia neutra em termos climáticos através da otimização das fontes de energia. Só para Espanha, e no âmbito dos investimentos públicos para o período 2021-2023, que são dotados de quase 70.000 milhões de euros e que deverão ter um impacto imediato no crescimento e emprego, 39% estarão ligados à transição ecológica.

Em todos estes planos ambiciosos, a utilização de fontes de energia renováveis (principalmente eólica e fotovoltaica) desempenha um papel fundamental. 2020 foi o ano da energia mais verde em Espanha graças ao facto destas duas fontes serem responsáveis por 28% da produção de electricidade. Um número que continuará a crescer nos próximos anos, mas para atingir os objetivos estabelecidos é necessário introduzir outras mudanças que passam por como e quando consumimos, tanto energia industrial como pessoal no nosso dia a dia.

Os custos de produção de energia livre de CO2 têm vindo a diminuir significativamente nos últimos anos. Nos últimos 10 anos, a energia eólica reduziu os seus custos em 70% e a energia solar em quase 90%, de modo que o custo de produção de 1 Mw com qualquer uma delas é atualmente de cerca de 40 ¤, sendo as energias de produção mais baratas. Assim, o duplo benefício (eficiência e sustentabilidade) que proporcionam deveria levar-nos a uma rápida substituição de outras fontes de energia por estas.

Mas em comparação com outras energias tradicionais e poluentes, as energias renováveis mais recentes (solar e eólica) têm no seu calcanhar de Aquiles que não podemos controlar quando são produzidas - hidroelétricas podemos controlá-lo até certo ponto, mas o volume de produção é limitado -. Portanto, à medida que avançamos para a implementação de mais instalações de energia renovável, temos de considerar como armazenar a energia excedente que podemos gerar nos momentos mais favoráveis, para que esta possa ser consumida quando a geração não é possível.
 
As baterias resolvem o problema em pequena escala, e ano após ano estão a crescer em eficiência e capacidade. O valor de 100 dólares/kWh, que muitos analistas consideram ser o limiar para que os custos dos carros elétricos sejam iguais aos dos carros de combustão, já está próximo. Mas ainda estão a muitos anos de serem considerados uma solução global.

Outra forma de armazenar energia é com a produção de hidrogénio. O hidrogénio tem sido utilizado como um portador de energia durante muitos anos. Esta energia pode ser fornecida a células de combustível e gerar eletricidade e calor, ou queimada diretamente para alimentar um motor de combustão. Assim, embora o hidrogénio não seja fácil de manusear (é altamente inflamável e o seu armazenamento requer pressões elevadas e temperaturas baixas), as utilizações surgem dia após dia em mais processos que requerem energia, especialmente na indústria e no transporte não individual, onde o armazenamento de energia e a velocidade de reabastecimento são fundamentais:
 

• Camiões: A maioria das grandes marcas tem os seus primeiros produtos no mercado ou quase. Batem claramente a alternativa da bateria em termos de alcance e velocidade de reabastecimento..
• Comboio: Foram os Alemães que em 2018 começaram os testes para se deslocarem nos carris com hidrogénio e já têm planos para os expandir para outros países europeus.
• Barcos: Há anos que alguns navios movidos a células de combustível mostram as possibilidades deste modelo, e mesmo grandes cargueiros estão a ser concebidos para atravessar os oceanos movidos a hidrogénio.
• Aviação: Já foram realizados voos de ensaio no Reino Unido, inclusive em pequenas aeronaves.
• En el caso de los vehículos particulares, los coches, los eléctricos enchufables seguirán ocupando un lugar mucho más importante que los que utilizan hidrógeno, que ya existen, pero su precio es aún más elevado que el de los primeros.

 
As cores do hidrogénio

É claro que o hidrogénio não é verde (é um gás incolor) embora esta seja a cor a que está quase sempre associado quando aparece nos meios de comunicação actuais. Dependendo de como é produzido, o hidrogénio está associado a diferentes cores:
 

• O hidrogénio preto (ou castanho) é um produto da gaseificação do carvão e durante a sua produção é libertado CO2.
• O hidrogénio cinzento é produzido a partir da reforma a vapor do metano a partir do gás natural. Também liberta CO2.
• Se um processo de captura e armazenamento destas emissões de CO2 (CCUS) for aplicado no processo acima referido, então o hidrogénio gerado é chamado hidrogénio azul.
• E finalmente, o hidrogénio verde, obtido por eletrólise da água utilizando energia elétrica de fontes renováveis (hidroelétrica, solar ou eólica).

O problema é que, atualmente, o custo de produção do hidrogénio verde é cerca de 5 vezes mais caro do que o hidrogénio cinzento. Atualmente, o hidrogénio preto e cinzento representa 99% da produção mundial total. Com preços baixos do gás, o hidrogénio cinzento é o hidrogénio de mais baixo custo para produzir.

Armazenamento para Comunidades
 
Esta diferença de custos está a mudar rapidamente em favor do hidrogénio produzido por eletrólise, e à medida que o número de instalações de energias renováveis aumenta. No dia de amanhã, quando houver painéis solares em cada edifício, comunidade de edifícios ou casas unifamiliares, haverá alturas do dia em que a produção de eletricidade será muito maior do que a necessária para o autoconsumo. Essa energia já hoje pode ser alimentada na rede para que o gerador obtenha um rendimento dessa produção, mas esse rendimento é tão pequeno que não pode realmente ser tido em conta como um incentivo para conseguir a instalação generalizada de painéis solares.
 
Na medida em que existam sistemas eficazes e eficientes de acumulação de energia e que, em vez de vendermos a produção excedentária, possamos armazenar essa energia para a consumir em momentos em que não a podemos produzir, os painéis solares terão uma utilização massiva.
 
A BABEL está a trabalhar em modelos para otimizar a gestão da energia das comunidades, considerando todos os elementos que geram, consomem e armazenam energia, tais como baterias ou a geração de hidrogénio verde.
 
Os próximos anos irão sem dúvida testemunhar uma revolução na forma como produzimos e consumimos energia, e da BABEL iremos contribuir, tirando partido das tecnologias de informação, para maximizar a sua eficiência.