Um boom global de de trilhões em energia de hidrogênio está chegando

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A cerca de 200 quilômetros ao sul de Salt Lake City, engenheiros estão trabalhando no que se tornará uma cavidade gigante no solo. É uma formação geológica conhecida como cúpula de sal, uma coluna de sal cercada por camadas sedimentares e, quando preenchida com hidrogênio, pode se tornar um dos maiores reservatórios de energia renovável do mundo.

Os históricos incêndios florestais que devastaram a Califórnia neste ano destacaram as preocupações sobre as mudanças climáticas e como tornar nossa sociedade sustentável. O estado pretende suprir todas as suas necessidades de energia com energia limpa e renovável até 2045, e o governador Gavin Newsom disse recentemente que as vendas de novos carros e caminhões movidos a gás terminarão em 2035. 

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De acordo com um roteiro aprovado pelo regulador estadual, a Califórnia irá precisam de quase 25 gigawatts em nova capacidade renovável, incluindo cerca de 8.900 megawatts de armazenamento, até 2030. O projeto de Utah pode ajudar a cumprir essas metas.

O projeto Advanced Clean Energy Storage (ACES) visa construir uma instalação de armazenamento para 1.000 megawatts de energia limpa, em parte colocando hidrogênio em cavernas subterrâneas de sal. No ano passado, a Mitsubishi Hitachi Power Systems (MHPS), fabricante de turbinas a gás, e a Magnum Development, que possui cavernas de sal para armazenamento de combustível líquido, anunciaram que o projeto combinará tecnologias como hidrogênio renovável, células a combustível de óxido sólido e ar comprimido armazenamento de energia

A instalação de armazenamento teria inicialmente energia suficiente para abastecer 150.000 residências por um ano. Prevista para entrar em operação em 2025, a primeira fase do projeto ACES fornecerá 150.000 MWh de capacidade de armazenamento de energia renovável, quase 150 vezes a atual base de armazenamento de bateria de íon-lítio instalada nos EUA, de acordo com MHPS.

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O projeto também ajudará a resolver um problema com a produção de energia renovável: a energia fóssil deve ser usada imediatamente porque as redes não têm capacidade de armazenamento, o que pode significar redução das energias renováveis ​​em tempos de baixa demanda. 

Ter reservas de energia renovável em grande escala pode acelerar a mudança para energia limpa. Se o ex-vice-presidente Joe Biden for eleito presidente no mês que vem, ele pode canalizar até US $ 1,7 trilhão ao longo de 10 anos em medidas para impulsionar as energias renováveis ​​e acelerar a adoção de veículos elétricos.

O hidrogênio verde é o hidrogênio produzido com energia renovável e zero emissões. Com o custo das energias renováveis, como a energia solar, caindo, o hidrogênio verde está sendo apontado como uma parte da matriz energética que levará à descarbonização, com aplicações que variam de fontes de energia para consumidores e industriais a transportes e voos espaciais. Em 2050, a demanda dos EUA por hidrogênio pode saltar de 22 milhões a 41 milhões de toneladas métricas por ano, ante 10 milhões hoje, de acordo com um estudo divulgado este mês pelo Laboratório Nacional de Energia Renovável do Departamento de Energia dos EUA.

Após décadas de falsos inícios, a tecnologia do hidrogênio está posicionada para decolar à medida que os custos de produção em queda, as melhorias tecnológicas e um impulso global em direção à sustentabilidade convergem, de acordo com o Bank of America. A empresa acredita que isso gerará US $ 2,5 trilhões em receita direta – ou US $ 4 trilhões se a receita de produtos associados, como veículos com células de combustível for contabilizada – com o potencial de mercado total chegando a US $ 11 trilhões em 2050.

Grandes empresas como BP, Siemens Energy, Shell e Air Liquide estão interessadas na produção de hidrogênio verde, mas parte do desafio é onde armazenar energia para que esteja pronta quando necessário. É aí que um projeto como o ACES pode ajudar.

Fazendo buracos no chão

“A Califórnia reduziu entre 150.000-300.000 MWh de excesso de energia renovável por mês até a primavera de 2020, mas viu seus primeiros apagões em agosto porque a rede estava com falta de energia”, disse Paul Browning, CEO da MHPS Americas. 

Projetos de armazenamento de energia de longa duração como o nosso, que são projetados para transferir o excesso de energia de períodos de excesso de oferta, como a Califórnia na primavera, para períodos de falta de oferta, como a Califórnia no final do verão, são essenciais para garantir que eventos semelhantes sejam evitados à medida que continuamos a fazer avanços significativos em direção à descarbonização profunda. ”

Armazenar combustível em cavernas de sal não é novo, mas o papel crescente do hidrogênio na descarbonização revitalizou o interesse pelo conceito. A Reserva Estratégica de Petróleo dos EUA há muito tempo armazena petróleo bruto de emergência em cavernas subterrâneas de sal na Costa do Golfo e observa que eles custam 10 vezes menos que os tanques acima do solo e 20 vezes menos que as minas de rocha dura. A reserva tem 60 cavernas enormes, normalmente de 60 metros de diâmetro e 2.500 metros de altura, e uma “grande o suficiente para que a Willis Tower de Chicago caiba dentro de um espaço de sobra”.

Um boom global de de trilhões em energia de hidrogênio está chegando
Foto: (reprodução/ internet)

Cavernas podem ser criadas em cúpulas de sal, perfurando-se a cúpula de sal e injetando água na rocha, que dissolve o sal. A salmoura resultante é extraída, deixando uma grande cavidade. A próxima etapa é armazenar hidrogênio na caverna. Eletrolisadores de hidrogênio podem converter água em hidrogênio usando energia renovável de fontes solares e outras. O hidrogênio pode então ser armazenado e reconvertido em eletricidade quando necessário.

No projeto ACES, alguns abastecerão o Projeto Intermountain Power, uma usina movida a carvão operada pelo Departamento de Água e Energia de Los Angeles que será convertida em hidrogênio e gás natural, que produz quase metade do dióxido de carbono do carvão, por 2025. Está programado para ser todo hidrogênio verde até 2045. Se a fase inicial do projeto for bem-sucedida, a vasta capacidade da cúpula de sal poderá ser explorada ainda mais.

A formação tem potencial para criar até 100 cavernas, cada uma com capacidade de 150.000 MWh de energia”, diz Browning. “Seriam necessários 40.000 contêineres de baterias para armazenar tanta energia em cada caverna.”

Ambições europeias

Apesar de seu potencial de armazenamento, baixo custo operacional e o fato de que a distribuição subterrânea de sal é bem conhecida, apenas um punhado de cavernas de sal foram criadas para armazenar hidrogênio. No entanto, o conceito está ganhando força rapidamente na Europa, onde a Comissão Europeia vê a participação do hidrogênio na matriz energética da Europa aumentando de menos de 2% em 2019 para 13-14% em 2050.

Financiada pelo governo alemão, a aliança HYPOS de mais de 100 empresas e instituições visa construir uma caverna de sal no Triângulo Químico da Alemanha Central na Saxônia-Anhalt, com cerca de 150.000 MWh de energia de hidrogênio gerado pela energia eólica. 

Os reguladores agora estão revisando os planos e quando o enchimento começar em 2023 ou 2024, poderá ser a primeira caverna de armazenamento de hidrogênio da Europa continental, de acordo com Stefan Bergander, gerente de projeto HYPOS. Enquanto isso, a empresa francesa de gás Teréga e a Hydrogène de France concordaram em lançar o projeto piloto HyGéo em uma caverna de sal desativada na região de Nouvelle-Aquitaine, sudoeste da França; ele vai armazenar cerca de 1,5 GWh de energia, o suficiente para 400 residências por um ano.

O armazenamento subterrâneo, em cavernas de sal ou em meios porosos (ou seja, em aquíferos ou em campos de petróleo e gás esgotados) é a única maneira de lidar com grandes capacidades de armazenamento”, diz Louis Londe, diretor técnico da Geostock, uma empresa francesa especializada em armazenamento subterrâneo. 

Muitos projetos de cavernas de hidrogênio para armazenamento de energia estão florescendo na Europa. No momento, eles estão em fase de projeto. Não surpreendentemente, os países líderes são aqueles onde o sal é mais presente: Alemanha, Reino Unido, Irlanda, França, Holanda.

A Europa tem formações de sal suficientes em terra e no mar para armazenar teoricamente cerca de 85 petawatt-hora de energia de hidrogênio, de acordo com um estudo publicado este ano no International Journal of Hydrogen Energy. O número é hipotético e não leva em conta a economia, mas, por exemplo, 1 PWh de hidrogênio é suficiente para suprir a demanda atual de eletricidade na Alemanha por um ano inteiro, diz Dilara Gulcin Caglayan, principal autora do estudo e cientista da o centro de pesquisa alemão Forschungszentrum Jülich’s Institute of Energy and Climate Research.

Nossos cálculos mostram que sem a implementação de cavernas de sal de hidrogênio, não há um caminho otimizado em termos de custos para atingir nossos objetivos climáticos”, disse o vice-diretor do instituto, Martin Robinius, co-autor do estudo. “Em 2040, precisaremos de muitas cavernas de sal de hidrogênio, mas se não começarmos a construí-las agora, não seremos capazes de construí-las em escala para atender a esses objetivos.”

Como parte de seu objetivo de ser neutro para o clima até 2050, a Comissão Europeia elaborou recentemente um roteiro para o hidrogênio afirmando que a implantação rápida e em grande escala de hidrogênio limpo é a chave para a União Europeia reduzir as emissões de gases de efeito estufa em pelo menos metade até 2030, acrescentando que “o investimento em hidrogênio promoverá o crescimento sustentável e o emprego, que serão essenciais no contexto de recuperação da crise do COVID-19”.

A questão do armazenamento é, naturalmente, a chave para entregar a transição energética e, a esse respeito, as tecnologias de hidrogênio e hidrogênio têm um papel crítico a desempenhar”, disse Jorgo Chatzimarkakis, secretário-geral da Hydrogen Europe, uma aliança de cerca de 250 empresas e organizações de pesquisa isso exigiu um investimento de recuperação da Covid-19 de € 55 bilhões ($ 65 bilhões) em armazenamento em cavernas de sal até 2030 para construir uma capacidade de hidrogênio de 3 milhões de toneladas métricas.

 “Instalações de armazenamento de hidrogênio em larga escala, principalmente cavernas de sal e possivelmente alguns campos de gás vazios, precisam fazer parte da infraestrutura de hidrogênio.”

Traduzido e editado pro equipe Isto é Interessante 

Fonte: CNBC

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