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Diálogos da Transição
eixos.com.br | 07/01/21
Editada por Nayara Machado
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A queda nos custos de energia renovável e a melhoria das tecnologias de eletrólise podem tornar o hidrogênio verde competitivo até 2030, aponta relatório Green hydrogen cost reduction da Agência Internacional de Energia Renovável (Irena, na sigla em inglês).
Na medida que países buscam estratégias para descarbonização da economia, o hidrogênio verde tende a desempenhar um papel cada vez mais relevante na matriz energética global.
O combustível renovável pode ajudar a reduzir as emissões líquidas de dióxido de carbono (CO2) em setores que consomem muita energia e difíceis de descarbonizar, como aço, produtos químicos, transporte de longa distância, navegação e aviação.
Mas, para isso, os custos de produção precisam cair para que ele seja viável economicamente em todo o mundo.
A tecnologia é baseada na geração de hidrogênio — um combustível universal, leve e muito reativo — por meio da eletrólise. Este método utiliza a corrente elétrica para separar o hidrogênio do oxigênio que existe na água.
Para ser considerado verde, o combustível deve ser produzido a partir de energia renovável.
As outras “cores” do hidrogênio são o cinza, que utiliza fontes fósseis, como o gás natural em refinarias, por exemplo; e o azul, quando a fonte é fóssil, mas o carbono emitido é capturado para neutralizar as emissões.
O preço da eletricidade renovável é o maior componente de custo individual para a produção local de hidrogênio verde – hoje, 2 a 3 vezes mais caro do que o hidrogênio azul.
Isso cria oportunidade de produção em locais ao redor do mundo que contam com recursos renováveis ideais, capazes de favorecer a competitividade.
É o caso do Brasil, que, com uma das matrizes energéticas mais renováveis do mundo, pode ser uma potência na produção e exportação do combustível renovável.
Segundo analistas, esta característica associada a sistemas de eletrólise para gerar o hidrogênio verde poderia dar ao Brasil um custo muito competitivo para consumo interno e exportação para mercados como o europeu. Neste cenário, o destaque é o Nordeste, com a geração eólica e solar fotovoltaica combinada à rota de saída para Europa.
Também segundo a Irena, “uma via agressiva” de implantação de sistemas de eletrólise – segundo maior componente de custo – pode tornar o hidrogênio verde mais barato do que qualquer alternativa de baixo carbono – a menos de US$ 1/kg –, antes de 2040.
“Se o rápido aumento de escala ocorrer na próxima década, o hidrogênio verde deverá começar a se tornar competitivo com o hidrogênio azul até 2030 em uma ampla gama de países – por exemplo, aqueles com preços de eletricidade de US$ 30/MWh”, diz o documento.
Em dezembro, sete das maiores empresas do mundo focadas na produção de hidrogênio a partir de energia renovável formaram uma aliança para tentar reduzir o custo da tecnologia.
A colaboração, chamada Green Hydrogen Catapult, quer viabilizar a construção de 25 gigawatts de capacidade de hidrogênio verde até 2026, reduzindo o custo do combustível para U$2/kg ao longo do período.
Os fundadores da iniciativa são a ACWA Power International na Arábia Saudita, CWP Renewables, Envision Energy, Iberdrola, Orsted, Snam e Yara International.
A coalizão faz parte da Campanha Corrida para Zero da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima.
O relatório da Irena descreve estratégias para reduzir custos por meio de inovação contínua, melhorias de desempenho e aumento de escala de níveis de megawatt (MW) para multi-gigawatt (GW). Entre as descobertas:
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Projeto e construção do eletrolisador: aumentar o tamanho da planta de 1 MW (típico em 2020) para 20 MW poderia reduzir os custos em mais de um terço. Projetos de sistema ideais maximizam a eficiência e flexibilidade.
Economias de escala: o aumento da produção com processos automatizados e em escala de gigawatts pode proporcionar uma redução radical de custo. Por outro lado, a escassez de materiais pode impedir a redução do custo do eletrolisador e aumento de escala.
Eficiência e flexibilidade nas operações: o fornecimento de energia incorre em grandes perdas de eficiência em baixa carga, limitando a flexibilidade do sistema de uma perspectiva econômica.
Aplicações industriais: o projeto e a operação de sistemas de eletrólise podem ser otimizados para aplicações específicas em diferentes setores.
Taxas de aprendizagem: com base em declínios históricos de custo para energia solar fotovoltaica, as taxas de aprendizagem para células de combustível e eletrolisadores – em que os custos diminuem à medida que a capacidade aumenta – podem atingir valores entre 16% e 21%.
Ambiciosa transição energética: uma ambiciosa transição energética, alinhada com os principais objetivos climáticos internacionais, levaria à rápida redução dos custos do hidrogênio verde. A trajetória necessária para limitar o aquecimento global a 1,5°C pode tornar os eletrolisadores cerca de 40% mais baratos até 2030.
Regulamentação e desenho do mercado
O fornecimento de hidrogênio deve ser feito em paralelo com o desenvolvimento da infraestrutura e, mais importante, com a demanda, indica o relatório.
Pelo menos durante os estágios iniciais, quando o mercado ainda estiver em formação, os projetos precisam ser co-desenvolvidos com um comprador, para garantir que haverá absorção de parte da produção.
Embora já exista um “interesse generalizado” por parte de concessionárias de energia, siderúrgicas, empresas químicas, autoridades portuárias, fabricantes de automóveis e aviões, armadores e companhias aéreas, entre outros, a agência alerta que a tecnologia não terá aumento de escala sem o apoio de várias partes interessadas.
Em termos governamentais, a maior parte das ações de promoção da produção teria impacto nos estágios iniciais de implantação. Algumas, no entanto, como a regulamentação e o financiamento do mercado, serão cruciais tanto na formação do mercado quanto no processo de expansão.
Para a Irena, os governos também devem adotar uma abordagem flexível, com revisão frequente de estratégias e metas para considerar o desenvolvimento do mercado.
O relatório cita a estratégia australiana, que inclui essa abordagem para remover as barreiras do mercado e apoiar o crescimento da tecnologia, conforme ele se desenvolve.
Curtas
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