quinta-feira, 13 de agosto de 2020

O hidrogénio na estratégia da energia


Diz quem sabe que ninguém se opõe à energia solar, recurso limpo e renovável. Agora o que está em discussão política é o hidrogénio, porque o problema não é científico: 
A descarbonização do sistema energético passa pela aposta na energia de fonte renovável com soluções de armazenamento e o fim da produção de eletricidade a partir de fósseis. Devem assim prosseguir os investimentos na energia de fonte solar, quer através da realização de novos leilões de capacidade solar, incluindo armazenamento, quer através da aposta no autoconsumo e nas comunidades energéticas. Esta é uma forma de não só dinamizar a economia como de combater a pobreza energética junto das famílias mais vulneráveis. Os projetos no domínio do Hidrogénio e do autoconsumo e comunidades de energia, e outros que estão igualmente em desenvolvimento, surgem numa lógica de complementaridade através da combinação de instrumentos centralizados de promoção de energias limpas com processos descentralizados que, pela sua própria natureza, reforçam a coesão social e territorial.
É fundamental prosseguir com a eletrificação da economia, garantindo preços de eletricidade competitivos e, com uma incorporação crescente de fontes renováveis, incluindo os gases renováveis, que permitam o abandono dos combustíveis fósseis. Para que isso aconteça, é fundamental que sejam dados os sinais certos à economia, discriminando positivamente os comportamentos mais sustentáveis e promovendo os investimentos necessários.

A EDP prevê que em 2030, de toda a energia gerada, 90% seja renovável. Há setores onde a eletrificação não consegue chegar, como é o caso da indústria pesada, dos transportes aéreos e da navegação. Aqui deve entrar o hidrogénio (H2), mais propriamente hidrogénio verde, para resolver o problema dos grandes transportes. O hidrogénio já alcançou viabilidade económica, estando o seu uso cada vez mais acessível. Os otimistas dizem que podem olhar para este elemento como uma possível arma na luta contra a crise climática. Os pessimistas nem por isso, ainda têm muitas dúvidas.

O hidrogénio não existe na natureza no seu estado puro, pelo que tem de ser obtido através de processos que consomem energia, para depois ser utilizado de diferentes formas, seja na combustão direta ou em células de combustível. A forma como é produzido pode ser “verde” ou não. 

Um dos processos mais comuns de produção de eletricidade a partir do hidrogénio é a reformação: funciona através da aplicação de altas temperaturas em que o vapor reage com um combustível hidrocarboneto, como o gás natural, para produzir hidrogénio. Hoje, cerca de 95% do hidrogénio é produzido através do vapor do gás natural. Outro é a eletrólise: usa-se uma corrente elétrica para separar a água em hidrogénio e oxigénio. Estes processos ocorrem com um eletrolisador, que tem a capacidade de criar hidrogénio a partir de moléculas de água. O processo do gás natural dá origem ao hidrogénio cinzento, porque emite dióxido de carbono (CO2). Quando a energia elétrica, que alimenta a eletrólise, é 100% de origem renovável temos o hidrogénio verde - um processo sem qualquer emissão de CO2, desde a origem até ao seu uso final. Este é o objetivo num futuro bem próximo: uma produção completamente limpa e amiga do ambiente. 

Em muitos aspetos, o hidrogénio é o combustível perfeito. É o que apresenta a combustão mais limpa e o mais eficiente. O hidrogénio pode produzir eletricidade e a eletricidade pode produzir hidrogénio, criando um círculo energético renovável e inócuo para o ambiente. O hidrogénio combina-se quimicamente com a maioria dos elementos e, por isso, é utilizado como químico industrial numa vasta gama de aplicações há vários anos. Em veículos, o hidrogénio pode utilizar-se como combustível de duas maneiras: para produzir eletricidade numa célula combustível para a opção mais ecológica; ou num motor de combustão interna, onde as emissões são, ainda assim, significativamente mais reduzidas do que com outros combustíveis.

Por que razão o hidrogénio é o combustível mais limpo? Ao contrário dos combustíveis à base de carbono, o hidrogénio não produz subprodutos nocivos durante a combustão. Quando o hidrogénio é combinado com oxigénio numa célula combustível, apenas são produzidas energia e água limpa. O combustível do vaivém espacial da NASA é o hidrogénio. 
Em muitos aspetos, o hidrogénio é o combustível perfeito. É abundante, é o combustível mais eficiente e não produz emissões quando é utilizado em células combustíveis. Não é tóxico, pode ser produzido a partir de recursos renováveis e não é um gás de estufa. Tem sido assinalado em muitos estudos que o hidrogénio poderá ser o único combustível alternativo que pode, simultaneamente, reduzir a dependência da importação de petróleo de um país e reduzir de forma significativa as emissões de gases de estufa. 

É por estas razões que o hidrogénio é utilizado como o principal transportador de energia numa vasta gama de aplicações. Têm sido alcançados avanços importantes na utilização de hidrogénio como combustível de transporte e como combustível de geração de energia. O hidrogénio pode ser utilizado num motor de combustão interna ou em células combustíveis para produzir energia. Em relação aos motores de combustão interna, as células combustíveis têm a vantagem de uma eficiência bastante mais significativa. Assim, as células combustíveis são o principal dispositivo para a conversão de hidrogénio em energia.

Hoje já se desenvolvem painéis solares que convertem a luz solar diretamente em hidrogénio. Desta feita, os investigadores conseguiram recuperar este gás da humidade do ar. O protótipo recolhe o vapor de água e divide-o em moléculas de hidrogénio e oxigénio. Portanto, se a escala for bem-sucedida, a tecnologia poderá ajudar a resolver um grande desafio enfrentado pela economia do hidrogénio. O painel solar mede 1,65 metros de comprimento – aproximadamente a altura de um frigorífico. No que lhe concerne, este tem uma potência nominal de cerca de 210 watts. Desta forma, o sistema pode converter 15% da energia solar que recebe em hidrogénio. Artigos académicos oferecem pistas dispersas sobre a tecnologia. Assim, nos últimos anos, os engenheiros estudaram a eficácia de uma variedade de materiais, incluindo células solares de silício com múltiplas junções e poros com “micrómetro”, dimensões da escala de um poro. Testes em cenário real estão a ser desenvolvidos. Se tudo correr conforme o planeado, Martens diz que a equipa pode instalar 20 painéis na casa ou construir um sistema de vizinhança maior para permitir que outras famílias usem o hidrogénio “verde”.

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