Hidrogênio verde vai ao ar na reunião do G20 de ministros da energia nesta semana

Olá hidrogênio! Uma série de fatores está flutuando hidrogênio movido a energia renovável para o topo da agenda para ministros de energia em todo o mundo. A Austrália está entre os países mais bem posicionados para transformar o hype do hidrogênio na maior fonte de energia descarbonizada que o mundo já viu.

A Austrália está disposta a liderar o mundo na produção de hidrogênio verde, depois que o Japão e a Coréia do Sul levaram o combustível em seus requisitos de mistura de energia. 
Imagem: Roy Luck / Flickr.

Neste fim de semana, no resort de Karuizawa, na província de Nagano, no Japão, os ministros de Energia do G20 receberão um estudo da Agência Internacional de Energia (AIE) sobre o estado do hidrogênio limpo, juntamente com recomendações de medidas práticas imediatas para acelerar o desenvolvimento de hidrogênio. hidrogênio como mecanismo de entrega e armazenamento de energia limpa mais significativo do mundo. Os proponentes afirmam que o hidrogênio é capaz de descarbonizar os principais setores industriais globais, do fornecimento de eletricidade ao transporte, agricultura e produção de aço.

Se tudo isso soa familiar, até o blog da IEA se refere à velha piada de que “o hidrogênio é o combustível do futuro - e sempre será”. Mas o governo australiano, o cientista-chefe Alan Finkel, a Agência Australiana de Energia Renovável, a Organização de Pesquisa Científica e Industrial da Commonwealth (CSIRO), Andrew Forrest da Fortescue Metals e vários centros de pesquisa em todo o país acreditam que o tempo do hidrogênio está próximo, por três razões:
  • A importância imperativa de descarbonizar a atividade humana é inegável, e áreas com recursos eólicos e solares exigem um método de exportação de energia além das linhas de transmissão para expandir seu alcance, alcance de aplicação e confiabilidade;
  • O Japão e a Coreia do Sul, países dependentes de importações de energia, estabeleceram roteiros para incorporar o hidrogênio como principal combustível em suas economias, juntamente com a demanda imediata por hidrogênio limpo a granel;
  • E, "paralelamente a essa atração", disse Daniel Roberts, líder da futura plataforma científica de sistemas de energia de hidrogênio CSIRO, o custo de "componentes tecnológicos-chave - em particular células de combustível e eletrólitos" - e energia renovável estão chegando a um ponto que está começando a vê-los se aproximar ou até chegar à paridade com alguns dos sistemas que estão buscando substituir”.

Roberts estava entre um painel de especialistas reunido na quinta-feira pelo Australian Science Media Center para explicar as oportunidades e desafios de uma indústria nacional de hidrogênio para escritores de ciência e repórteres, no interesse de informar corretamente o público australiano sobre o potencial do hidrogênio.


Um relatório recente do Conselho de Hidrogênio postulou uma demanda global potencial de 80 exajoules até 2050.

Uma exportação para substituir o carvão

O que quer que você pense do sentido ou não de abrir caminho em novas minas de carvão na Austrália, Ken Baldwin, diretor do Instituto de Mudança de Energia da Universidade Nacional Australiana, disse: “O futuro interessante que temos diante de nós é que mundo vai para uma economia neutra em carbono em meados deste século a demanda por carvão e gás e outras exportações de combustíveis fósseis acabará por declinar. O que irá substituí-lo?

O uso de células a combustível de hidrogênio para abastecer não apenas carros, mas ônibus, veículos pesados, trens, manuseio de materiais, como empilhadeiras e guindastes e transporte, está sendo explorado, se ainda não amplamente implantado, em todo o mundo.

A indústria de exportação de hidrogênio da Austrália já é uma realidade, diz Douglas MacFarlane, líder do programa de energia do Centro de Excelência para Eletromáquinas da Australian Research Council. Um programa de gaseificação de carvão marrom em Victoria que produz o que é conhecido como preto - ou seja, não renovável - hidrogênio é definido para ajudar a atender às necessidades energéticas dos Jogos Olímpicos de 2020 do Japão. E a Universidade de Tecnologia de Queensland exportou na semana passada seu primeiro hidrogênio verde, usando um conjunto fotovoltaico de energia solar concentrado desenvolvido pela Sumitomo Electric Industries do Japão para converter tolueno em metanol ciclohexano transportador de hidrogênio seguro para transporte.

Esse avanço representou um caminho potencial para superar as barreiras de custo e transporte para uma indústria de exportação em larga escala.

O que está mantendo a tampa no hidrogênio?

MacFarlane explicou que, embora o custo das energias renováveis ​​- particularmente solar - seja competitivo e declinante, o equipamento necessário para catalisar a água em suas partes de componentes de hidrogênio e oxigênio é caro e, até agora, não eficiente o suficiente para aproveitar ao máximo a energia necessária. conduzir o processo.

Além disso, disse ele, a tecnologia de baixa pressão de separação de água pode atualmente "produzir hidrogênio em dezenas de atmosferas", para um produto adequado para misturar diretamente hidrogênio com o suprimento de gás existente, semelhante à adição de etanol à gasolina. De acordo com MacFarlane, “700 atmosferas é o tipo de pressão que o hidrogênio precisa ter para os postos de combustível dos veículos elétricos”. A tarefa de P & D, disse ele, é reduzir o custo de geração de hidrogênio a uma pressão mais alta, adequada tanto para o reabastecimento quanto para a exportação.

O transporte apresenta outro desafio de custo, uma vez que os métodos de envio de hidrogênio em uma forma liquidificada que requer refrigeração em um grau extremo consomem muita energia. Desenvolver caminhos para a eficiente catálise de hidrogênio em amônia, disse MacFarlane, permitiria o movimento do hidrogênio “na tecnologia de transporte marítimo e tubulações que já está bem estabelecida na indústria de amônia para fertilizantes”.

Roberts concordou que “a amônia é quase uma solução pronta para ser transferida para o contexto energético”.

Steeling para novas exportações

Uma das maiores aplicações potenciais de hidrogênio da Austrália como energia renovável armazenada e prontamente disponível é a descarbonização do processo intensivo de conversão de minério de ferro em aço. A fabricação onshore desse produto de valor agregado da indústria mineral da Austrália forneceria uma exportação para preencher a lacuna deixada pela queda na demanda pelo carvão do país.


A produção onshore de aço limpo na Austrália pode ser conduzida diretamente por energia renovável, incluindo quantidades armazenadas como hidrogênio.

Isso faz parte da visão do Centro de Energia Renovável da Ásia, a capacidade de geração de 11 GW - 3,5 GW solar, 7,5 GW vento - proposto para a Pilbara no norte da Austrália Ocidental, com 8 GW da capacidade destinada à produção de hidrogênio e 3 GW para usuários de energia na região.

Uma característica do hidrogênio como meio de armazenamento de energia renovável, disse Roberts, é a capacidade dos eletrolisadores de absorver rapidamente o excesso de energia. "Eles podem responder muito rapidamente a flutuações na grade e armazenar o hidrogênio nos picos e usá-lo durante as calhas", disse ele. Isso significa que os eletrolisadores poderiam ser usados ​​para construir redes maiores e mais estáveis ​​baseadas em energia renovável, acrescentou ele.

Embora a Austrália seja única em seu notável potencial para gerar enormes quantidades de energia solar, o Chile e países do Oriente Médio também estão se preparando para explorar seus recursos solares para produção e exportação de hidrogênio.

Como parte de sua apresentação em painel para o Australian Science Media Center, MacFarlane incluiu um mapa de calor do mundo mostrando a Austrália como a maior massa de terra no caminho da maior intensidade solar. Ele havia sobreposto um pequeno quadrado amarelo à escala que representava 62.500 km - aproximadamente o tamanho das quatro maiores fazendas de gado da Austrália - e disse: "Se você colocar células solares comerciais comuns naquela área você pode gerar 25 patawatt horas por ano de energia" qual é a demanda total de eletricidade de todo o mundo - apenas daquela caixinha”.

Custo adicional de dessalinização

Seu ponto era que a Austrália tem a capacidade de energia renovável para construir uma indústria de hidrogênio e seus esforços de pesquisa estão focados na redução de custos e na demonstração da escalabilidade das tecnologias de separação de água.

"A outra coisa que nunca devemos esquecer no contexto australiano é o abastecimento de água", disse MacFarlane. Em grande escala, é óbvio que a Austrália teria que usar a água do mar para a produção de hidrogênio, o que significaria integrar o processo e o custo da dessalinização na equação de produção de hidrogênio.

Os três especialistas acreditam que a precificação do carbono no mundo é uma inevitabilidade e, quando imposta às fontes de combustíveis fósseis e processos movidos a combustíveis fósseis, tornará o preço do hidrogênio verde mais atraente. "A questão dos preços ainda não se esgotou totalmente", disse Baldwin, "a tecnologia está avançando rapidamente e os sistemas do governo ao redor do mundo estão caminhando para ter um preço no carbono eventualmente". Teremos que "ver o que acontece em um mundo com restrição de carbono ”, acrescentou.

A AIE diz que “ajudará os governos a elaborar as políticas certas” para o hidrogênio. Vamos ver esse fim de semana.

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