Em Dezembro de 2019, a Comissão Europeia apresentou o European Green Deal, um ambicioso pacote de medidas que deverá assegurar que a UE cumpre os seus objectivos climáticos, permitindo simultaneamente aos cidadãos e às empresas europeias beneficiar de uma transição verde sustentável.
Nesse sentido, as tecnologias de descarbonização estão em aceleração para mitigar a acumulação de gases com efeito de estufa e para minimizar o aquecimento global. No entanto, sabemos que existem algumas limitações fundamentais com as actuais formas de energia renovável, nomeadamente a sua variabilidade ao longo do tempo, tanto a curto prazo como sazonal, e as suas limitações geográficas, uma vez que não podem ser produzidas em todo o lado. Isto suscita a necessidade de uma alternativa.
Nos últimos meses, vários países europeus definiram o hidrogénio como uma das suas apostas no caminho da descarbonização energética, ao abrigo do Pacto Ecológico Europeu anunciado no final de 2019. Este gás incolor, especialmente na sua versão verde, surgiu em força e em poucos meses tornou-se um dos grandes protagonistas das opções de energia limpa para as próximas décadas e um dos pilares para a descarbonização da economia. Ao ser possível misturá-lo nos gasodutos de gás natural existentes, não só se aumenta a utilização de energias renováveis, como também se oferecem novas abordagens ao armazenamento e transporte de energia.
Metas nacionais de hidrogénio verde recentemente anunciadas
A Alemanha lidera actualmente a tendência do hidrogénio na Europa, uma vez que as suas políticas já estão mais desenvolvidas. Em Junho de 2020, publicou uma estratégia nacional para o hidrogénio que consiste em 38 passos com um custo total de 9 biliões de euros, centrada principalmente na produção de hidrogénio a partir de recursos energéticos renováveis.
Depois de Ursula von der Leyen ter aberto o caminho para a UE, Portugal decidiu criar a sua própria Estratégia Nacional para o Hidrogénio (EN-H2), aprovada a 30 de Julho de 2020, que prevê um investimento de 7 biliões de euros numa série de projectos e iniciativas, e com a qual pretende posicionar-se para aceder aos respectivos fundos europeus, criar postos de trabalho e preparar o caminho para a descarbonização.
Os objectivos a atingir até 2030 incluem a criação de 50 a 100 postos de abastecimento de hidrogénio, 10% a 15% de injecção de hidrogénio verde nas redes de gás natural, 2% a 5% de consumo de energia no sector industrial, 1% a 5% de consumo de energia no transporte rodoviário e, 3% a 5% de consumo de energia no transporte marítimo doméstico.
A Espanha, tal como mencionado num blog anterior, também quer promover a utilização do hidrogénio verde por considerar que este é a chave para que a Espanha alcance a neutralidade carbónica o mais tardar até 2050, e por isso também aprovou o seu «Roteiro do Hidrogénio: um compromisso para o hidrogénio renovável».
Title: The EU And U.K. Have Ambitious Hydrogen Plans
Source: S&P Global
No seu conjunto, a estratégia da UE, apresentada em Julho de 2020, apela à criação de uma capacidade total de electrolisadores entre 5 GW e 6 GW até 2025, e depois mais 40 GW até 2030; e à produção de 1 milhão de toneladas de hidrogénio descarbonizado até 2024 e 10 milhões de toneladas até 2030.
Investimentos de tal escala deveriam sem dúvida dar um forte impulso ao desenvolvimento da produção, armazenamento e transporte de hidrogénio, mas, esta solução parece bastante cara, especialmente até que o preço do carbono impulsione uma mudança no sentido do hidrogénio, e por isso resta saber se e quando a economia de hidrogénio se tornará viável.
Isto significa que, nesta fase inicial, os projectos de produção e utilização de hidrogénio verde são mais políticos do que económicos, uma vez que os subsídios e fundos governamentais são essenciais para o arranque dos projectos. Só então se poderão alcançar economias de escala, e os investidores privados estarão dispostos a fazer as suas apostas nesta economia.
O papel do sector do Gás Natural
Todas estas estratégias também são comuns na medida em que colocam o sector do gás natural como um motor fundamental para a implementação eficaz de uma economia assente no hidrogénio, uma vez que nos permite produzir hidrogénio sem carbono mais barato bem como utilizar as infra-estruturas de gás natural existentes como forma de transportar e armazenar hidrogénio verde.
Hidrogénio Azul
É esperado que esta versão Azul desempenhe o seu papel, especialmente no curto prazo. Embora seja produzida a partir de gás natural, tal como a sua congénere cinzenta, não tem qualquer emissão uma vez que o CO₂ é capturado e armazenado, tornando os seus custos de produção apenas um pouco mais elevados do que o custo do hidrogénio cinzento (a versão mais barata). Desta forma, o hidrogénio azul pode funcionar como uma ponte para aumentar o mercado do hidrogénio numa fase inicial e potencialmente conduzir a um decréscimo ainda mais rápido das emissões ao nível global.
Misturar o Hidrogénio Verde e o Gás Natural
O hidrogénio verde pode ser misturado na maioria das redes de gás natural até 6%. Isto pode acontecer sem que existam grandes alterações estruturais.
Assim, espera-se que a possibilidade de transportar e armazenar hidrogénio verde através dos gasodutos de gás natural existentes desempenhe um papel importante na implementação de uma economia de hidrogénio, uma vez que a mistura do hidrogénio verde pode suprir o custo da construção de gasodutos específicos para hidrogénio durante a fase inicial de desenvolvimento do mercado.
No entanto, misturar o hidrogénio e o gás natural levanta algumas questões sobre a eficiência e segurança do transporte nos gasodutos.
Alguns desafios associados à mistura do Hidrogénio Verde e do Gás Natural
- Questões de segurança – as questões de segurança têm de ser consideradas uma vez que os gasodutos metálicos apresentam um risco de falha superior, comparativamente aos gasodutos de plástico, em particular, uma taxa de fuga mais elevada.
- Propagação da chama – O hidrogénio queima mais rapidamente do que o gás metano e a chama também não é brilhante enquanto queima, o que poderia resultar no risco de propagação da chama.
- Densidade energética – A densidade energética do hidrogénio é cerca de 33% da densidade energética do gás natural e por isso uma mistura de 3% de hidrogénio num gasoduto de gás natural reduziria o seu teor energético em cerca de 2%. Isto resultaria no uso de maiores volumes de gás pelos utilizadores finais para satisfazer as suas necessidades energéticas.
- Qualidade do produto – A variabilidade do volume de hidrogénio misturado no fluxo de gás natural teria um impacto no funcionamento de equipamentos concebidos para acomodar apenas uma gama restrita de misturas de gás. Equipamentos com uma tolerância inferior para a utilização de misturas de gás definiriam a tolerância da rede global de transmissão. Espera-se que uma das maiores restrições seja no sector industrial, onde grande parte dos equipamentos industriais não foram testados para a mistura de hidrogénio.
- Smart metering – uma vez que o teor energético, fornecido aos utilizadores finais tem de ser controlado e correctamente medido e uma vez que a concentração de hidrogénio pode mudar com o tempo, a medição inteligente é crucial para monitorizar a percentagem de hidrogénio e para medir o teor energético efectivo do fluxo de hidrogénio e gás natural comprimido.
- Limites de mistura entre países – países diferentes têm limites de mistura diferentes. A França tem um limite de mistura de hidrogénio de 6%; na Alemanha é permitido entre 2-8%; o Reino Unido tinha um limite de mistura de 0,5% mas foi aumentado para um projecto específico HyDeploy para 20%. Para países como Portugal e Espanha, o limite de mistura varia entre 4% a 6%. Uma vez que o gás natural é comercializado internacionalmente, os limites de mistura harmonizados entre países são importantes para um transporte eficiente.
Outlook
Tendo tudo isto em mente, e mesmo que em última análise sejam concorrentes, parece que o sector do gás natural poderá ser um “fruto rasteiro”, ou seja, uma alavanca para uma transição para um sistema energético baseado no hidrogénio.
Garantir que podemos misturar com êxito o hidrogénio na rede de gás natural pode revelar-se um passo importante para o desenvolvimento de uma economia com base no hidrogénio, uma vez que esta mistura não só evita o custo significativo de capital envolvido no desenvolvimento de novas infra-estruturas de transmissão e distribuição separadamente para o hidrogénio, como, ao mesmo tempo prolonga a vida útil das infra-estruturas existentes e permite atingir níveis mais elevados de incorporação de fontes renováveis no consumo final.
Entretanto, o hidrogénio azul pode servir o seu propósito ajudando-nos a atingir mais rapidamente os objectivos de transição climática.
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