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O compromisso da Europa com o hidrogênio verde segue firme. Mesmo diante da pandemia, em 27 de maio, a União Europeia (UE) propôs um plano de recuperação econômica que dará continuidade ao Green Deal (Acordo Verde ou Pacto Ecológico) e combater a crise gerada pelo Covid-19 por meio dos investimentos nas tecnologias de baixo carbono. O plano inclui o compromisso de produzir, eventualmente, 1 milhão de toneladas de hidrogênio verde por ano, respaldado por financiamento de até € 30 bilhões.

Na mesma data, membros do Parlamento do Reino Unido publicaram um plano para uma recuperação verde da COVID-19, aconselhando o governo a aumentar o investimento em infraestrutura de hidrogênio.

A principal atração do hidrogênio é que ele é um portador de energia e quando utilizado em sistemas de célula a combustível, tem como subprodutos, água, calor e eletricidade. Atualmente, o hidrogênio é aplicado principalmente no refino de petróleo e na fabricação de amônia e metanol. E a maior parte de sua produção vem a partir de gás natural e carvão, em um processo chamado reforma a vapor de metano.

Mas se o hidrogênio for “verde” (produzido pela eletrólise de água a partir de fontes de energia renovável), a sociedade reduzirá sua dependência de combustíveis fósseis para produção de energia e química. Hoje, apenas 0,1% dos cerca de 120 milhões de toneladas de hidrogênio produzidos anualmente é verde, de acordo com a Agência Internacional de Energia (AIE).

Não é de hoje o compromisso da Europa com o hidrogênio verde. No ano passado, a Comissão Europeia apresentou uma iniciativa de investir US$ 67 bilhões na produção de combustível limpo. Estratégias nacionais de hidrogênio estão em andamento em países como Alemanha, Holanda, Portugal e Reino Unido.

Longo prazo

Conforme avaliação de Grzegorz Pawelec, gerente de pesquisa, inovação e financiamento da associação comercial Hydrogen Europe, os planos de estímulo econômico da Europa podem aumentar drasticamente as perspectivas de hidrogênio verde. “À primeira vista, isso parece improvável: a queda dos preços do petróleo e do gás está trabalhando contra a competitividade das energias renováveis, essencial para gerar hidrogênio verde a um valor próximo ao de sua produção a partir de gás natural. A crise econômica assustará os investidores e poderá atrasar ou encerrar alguns projetos de P&D”, reconheceu Pawelec.

A longo prazo, contudo, a situação é diferente. “A UE não se intimida em sua ambição de aumentar as metas de redução de emissões. Nesse sentido, o hidrogênio verde é indispensável para qualquer iniciativa ambiciosa de descarbonização em larga escala”, disse Pawelec. “Colocar energia limpa e descarbonização como foco dos pacotes de estímulo deve resultar em um impulso para o setor de hidrogênio verde”, acrescentou.

A indústria química europeia, um importante usuário de hidrogênio, está pronta para apoiar fortemente esse impulso. Embora a substituição do hidrogênio tradicional gerado pelo gás natural por seu equivalente verde enfrente obstáculos econômicos e logísticos, um número crescente de especialistas afirma que a transição é sensata, realista e inevitável.

“Estamos migrando para o hidrogênio verde enquanto ainda estamos desenvolvendo os mecanismos de suporte”, contou Marco Waas, diretor de tecnologia, pesquisa e desenvolvimento da Nouryon. “Temos que desenvolver a tecnologia, dimensionar a produção e estabelecer a cadeia de suprimentos. Mas há uma situação de custo competitivo no horizonte e não chegaremos lá permanecendo no laboratório”, complementou.

Três pilares

Para que o compromisso da Europa com o hidrogênio verde torne-se realidade, é necessário produzi-lo em larga escala e três pilares são fundamentais. São eles: o custo e capacidade dos eletrolisadores, a disponibilidade e acessibilidade de energia renovável e o desenvolvimento de infraestrutura.

O setor de eletrolisadores está se movendo rapidamente. Nos últimos três anos, o fabricante britânico ITM Power reduziu pela metade o custo de seus equipamentos (US$ 890 por kW). Em meados desta década, a empresa espera reduzir os custos para US$ 555 por kW. Essa expectativa está em sinergia com o relatório Path to Hydrogen Competitiveness: A Cost Perspective, produzido pela McKinsey, para o Hydrogen Council.

“Esse rápido desenvolvimento é impulsionado por um enorme potencial de mercado”, afirmou Graham Cooley, CEO da ITM Power. “Se você substituísse apenas 10% do hidrogênio usado nas refinarias por hidrogênio verde, seria um mercado para eletrolisadores de € 90 bilhões”, explicou.

Cooley ressaltou ainda que um substituto semelhante para a produção de amônia e metanol representa um mercado de eletrolisadores “na casa das dezenas de bilhões de euros”. A ITM Power pretende reivindicar uma grande parte desse mercado. No ano passado, ela atraiu investimentos na ordem de US$ 72 milhões, em parte para construir a maior fábrica de eletrolisadores do mundo em Sheffield, Inglaterra. Também lançou uma joint venture com a companhia de gás Linde.

“A eletrólise barata é vital para reduzir o custo da produção verde de hidrogênio”, avaliou Oliver Busch, chefe de negócios sustentáveis ​​da Creavis, unidade estratégica de inovação da empresa química Evonik Industries. Mas o mais importante, segundo Busch, é reduzir o preço da energia renovável.

Energia renovável

O custo de geração de energia solar e eólica caiu espetacularmente na última década. Um relatório recente da BloombergNEF estima que as energias renováveis ​​são a fonte mais barata de eletricidade para mais de dois terços da população mundial. Globalmente, os preços da energia eólica e solar são cerca de 50% menores que em 2018.

Um período prolongado de baixos preços do petróleo e do gás natural, que caíram durante a pandemia, poderia se tornar um desafio, mas a AIE prevê que o setor de energias renováveis ​​será a única parte do sistema global de energia a crescer este ano. Ademais, o apoio do governo ao segmento permanece alto. O pacote de recuperação econômica da UE prevê € 25 bilhões em investimentos em capacidade de energia renovável nos próximos dois anos.

A Evonik vem aproveitando o excesso de energia renovável de usinas eólicas e hidrelétricas para executar vários projetos de hidrogênio verde na fabricação de produtos químicos e outros setores. Mais recentemente, a empresa alemã fez uma parceria com a BP, a empresa de energia RWE e dois operadores de dutos para criar uma rede verde de dutos de hidrogênio. O propósito é começar a fornecer empresas industriais no final de 2023.

Por enquanto, para Busch, a energia renovável disponível é suficiente para apoiar os objetivos iniciais de produção de hidrogênio verde da Europa. “A longo prazo, provavelmente a demanda por hidrogênio verde será muito maior do que a capacidade de produção de energia verde na Europa”.

Produção será suficiente?

No papel, as demandas de energia renovável para a produção em larga escala de hidrogênio verde são extravagantes. Somente no Reino Unido, o suprimento de eletricidade de fontes de baixo carbono precisará quadruplicar até 2050, a fim de apoiar a produção pretendida de cerca de 7 milhões de toneladas de hidrogênio de baixo carbono por ano, de acordo com o Comitê de Mudança Climática (CCC) do país.

“Sim, isso é uma expansão maciça”, reconheceu Mike Hemsley, líder da equipe do CCC em orçamentos de carbono. “Mas é plausível, especialmente quando você baseia o uso racional de hidrogênio. Ou seja, começando com a indústria de descarbonização, em vez de, por exemplo, converter todo o gás natural usado nas casas das pessoas imediatamente”.

Mesmo com uma escala tão ambiciosa, o CCC estima que até 2050, cerca de 80% do hidrogênio usado no Reino Unido será azul – produzido a partir de gás natural com a captura de carbono, uso ou armazenamento do subproduto dióxido de carbono – e apenas 20% verde. “Adotar a captura de carbono é a única maneira de iniciar a produção limpa de hidrogênio em escala industrial nesta década”, comentou Hemsley.

Assim como Busch e Waas, Hemsley não se preocupa com a falta de energia renovável, que dificulta a transição para o hidrogênio verde a longo prazo. Ele espera que a produção de energia renovável aumente paralelamente à expansão do hidrogênio.

Transporte

Além disso, a Europa não precisa gerar todo o hidrogênio renovável necessário. Isso porque, no início, o hidrogênio pode ser importado de diversos países ao redor do mundo, atendendo a demanda daqueles que carecem de energia renovável barata.

Essa opção foi apresentada por uma coalizão da indústria belga que está trabalhando em um roteiro com maneiras de transportar hidrogênio pelos setores de energia e química. A solução para as necessidades de energia renovável da Europa “consistirá em energia eólica e solar e importações domésticas, bem como linhas de transmissão e oleodutos para o transporte de hidrogênio”, informou a coalizão à Chemical & Engineering News.

O transporte eficiente de hidrogênio, todavia, requer infraestrutura dedicada. A maneira mais promissora de armazená-lo e transportá-lo é redirecionando as grades de gás existentes. O projeto da Evonik, por exemplo, usa um antigo gasoduto e prevê o reaproveitamento de mais da infraestrutura existente da Alemanha para uma rede dedicada de hidrogênio.

Referência: Tradução livre de Chemical & Engineering News – Trying to make green hydrogen work in Europe

Foto: Nouryon