Ele existe nas estrelas. Ele é um elemento químico gasoso, incolor, inodoro e insolúvel na água. Ele é menos denso do que o ar e é o mais leve de todos os elementos da tabela periódica. Ele é… o Hidrogénio! E a sua fórmula molecular estável é H2!
Nos últimos meses pode ter ouvido falar deste humilde elemento. O H2 já é utilizado há vários anos, mas agora tem sido alvo de maior atenção em vários setores, principalmente no da energia. A contribuição do hidrogénio para a descarbonização da sociedade poder ser relevante e a EDP está de olhos postos neste elemento.
H2: à procura do seu lugar no setor da energia
O Roteiro para a Neutralidade Carbónica (RNC2050) é um compromisso que pretende atingir a descarbonização a 100%, em 2050 e que Portugal assumiu internacionalmente com muitos países da EU, contribuindo assim para a redução das emissões de gases de estufa no mundo.
Miguel Patena, responsável pela área de Inovação da EDP Produção, acredita que nos encontramos numa fase aliciante para o setor energético. “Temos de considerar não só a eletricidade como vetor energético, mas também os combustíveis verdes. Esta combinação é o que nos poderá conduzir à descarbonização que se pretende da sociedade”. E porquê?
Em 2030, o objetivo é que mais de 90% da eletricidade gerada pela EDP seja de origem renovável. A maneira mais eficiente e barata para se alcançar os 100% em 2050 é com a eletrificação do consumo em geral, seja na mobilidade elétrica, na climatização, nas indústrias, etc. Mesmo assim, há setores onde a eletrificação não consegue “chegar”, como é o caso da indústria pesada, dos transportes aéreos e da navegação. Aqui entra o hidrogénio, mais propriamente o H2 verde, que pode ser utilizado para resolver este problema. Além disso, ganhou viabilidade económica, estando o seu uso cada vez mais acessível. É por isso que podemos olhar para este elemento como uma possível arma na luta contra a crise climática.
“Com grandes expectativas vêm grandes responsabilidades”
Com a euforia mundial que se sente atualmente pelo hidrogénio para a produção de energia verde, é necessário conhecer todos os poderes deste elemento, mas também estar a par das desvantagens.
O H2 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. Os processos mais comuns de produção de eletricidade a partir do H2 são:
- Reformação: funciona através da aplicação de altas temperaturas em que o vapor reage com um combustível hidrocarboneto (gás natural, diesel, carvão, etc.) para produzir hidrogénio. Hoje, cerca de 95% do hidrogénio é produzido através do vapor do gás natural.
- 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 H2 a partir de moléculas de água.
O processo do gás natural dá origem ao hidrogénio cinzento, porque emite 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.
A EDP, tendo a sua estratégia de eletrificação do consumo consolidada há muito tempo, pretende posicionar-se na geração de hidrogénio a partir de fontes de energia renovável. Estas permitem que Portugal não esteja tão dependente de combustíveis do estrangeiro, tendo ainda a vantagem de estas tecnologias (eólica e solar) estarem cada vez mais competitivas.
A comprovar este aumento de competitividade, o governo português lançou, em 2019, um conjunto de leilões de produção de energia solar, que levou ao investimento e participação de várias empresas. Aqui o vencedor do leilão é quem oferece a proposta mais barata, o que permitiu que o preço do Megawatt tenha atingido o recorde mundial do preço mais baixo de sempre.
No estrangeiro, o hidrogénio é usado há muito tempo, como por exemplo no Japão, onde ele já é tido como “combustível do futuro” — foram desenvolvidos carros movidos a H2 que só emitem vapor de água. Nas cidades ocidentais, a aposta alternativa tem sido nos carros elétricos, por isso, por agora, não pense em investir num veículo movido a células de H2 porque vai ter o problema de não haver postos de abastecimento.
Também a Alemanha tem apostado na produção de hidrogénio, mas através de gás natural. Só recentemente começou a promover o uso de H2, através da conversão de eletricidade solar e eólica, para os setores da indústria, transportes e aquecimento. Já ninguém está indiferente à força verde do H2 e a EDP também apresentou o seu projeto de produção de hidrogénio, o primeiro em Portugal.
O hidrogénio chegou ao Ribatejo
Se há algo que esta região está habituada é a projetos transformadores. Foi assim a central do Carregado a Fuel, que está a ser demolida e, agora mais recentemente, a mais recente com central a Gás Natural. A EDP está a preparar todas as condições para que a Central do Ribatejo, a Gás Natural, tenha tudo o que é preciso para receber este novo hóspede.
O Grupo vai explorar o potencial do hidrogénio em terreno nacional com a instalação de um eletrolisador na Central do Ribatejo. A escolha desta instalação não é por acaso: tem espaço, infraestruturas de tratamento de água, alimentação elétrica, uma turbina a gás onde pode ser testada a co-combustão com gás natural e também tem ligação ao gasoduto, onde se pretende testar a injeção de H2 na rede de transporte de gás natural.
A tecnologia do eletrolisador, com capacidade instalada de 1 MW, funciona com membranas e protões, ou seja, o que faz é a separação do hidrogénio e do oxigénio na água tratada. O oxigénio é usado como combustível ou como catalisador noutros processos industriais e o hidrogénio como veículo energético, seja pela combustão direta para produzir calor em caldeiras ou para produzir eletricidade a partir de células de combustível.
No projeto do Ribatejo em concreto, FLEXnCONFU, o processo de produção será de ciclo combinado. Esta tecnologia tem como princípio o funcionamento em simultâneo de uma turbina a gás e de uma turbina a vapor. Vamos ver como funciona?
Como funciona o Ciclo Combinado?
- Os gases em alta pressão, provenientes da combustão de gás natural ou hidrogénio, são utilizados para mover a turbina a gás e produzir eletricidade.
- Os gases de média e baixa pressão passam pela caldeira recuperativa, libertam o calor residual para a produção de vapor de água, acionando a turbina a vapor.
- O vapor que sai da turbina é condensado através do arrefecimento no condensador. A água é reencaminhada para a caldeira para ser novamente vaporizada. A ação combinada das duas turbinas coloca o alternador em rotação, convertendo a energia mecânica em energia elétrica.
“O que estamos a fazer no Ribatejo não é hidrogénio verde, porque a eletricidade que alimenta o eletrolisador não é 100% de origem renovável, mas este é um projeto piloto. O grande futuro é energia renovável. Nós como já temos esta instalação queremos avançar com o projeto para posteriormente ter todo o know how para explorar o H2 verde”, afirma Miguel Patena. É com este componente que é possível: produzir eletricidade e produzir combustível verde. Além disso, esta é a única fonte de energia renovável que conseguimos, até hoje, armazenar e até transportar. Este é outro poder do hidrogénio que vai ajudar no RNC2050. O armazenamento também será testado no projeto da Central do Ribatejo.
Algumas das tecnologias atuais permitem armazenar grandes quantidades de hidrogénio em:
- Estado líquido com temperaturas inferiores a -235ºC e guardado em câmaras criogénicas com grandes capacidades;
- Comprimido a elevadas pressões. Esta será a forma testada na central ribatejana com capacidade de 12 MWh de armazenamento.
Com o apoio da União Europeia, a EDP prevê ter a construção da fase de demonstração e produção de hidrogénio pronta em 2022. Para o Presidente Executivo da EDP, António Mexia, “o hidrogénio é uma opção clara no novo mundo da energia. Enquanto líderes da transição energética, estamos continuamente a avaliar e a testar potenciais alternativas de produção de energia. Portugal pode ambicionar estar na linha da frente dos desenvolvimentos do hidrogénio da próxima década”.
"Contribuir para o desenvolvimento da utilização do Hidrogénio como uma energia do futuro, na qual há já uma aposta significativa, abrindo um novo capítulo na produção e armazenamento de uma energia verde na nossa empresa, é para a Central do Ribatejo motivo de grande orgulho e satisfação. Alojar este projeto inovador e testar a utilização do Hidrogénio nas turbinas a gás em co-combustão com o Gás Natural é um piscar de olho ao papel que os ciclos combinados irão ter na transição energética."
Nuno Timóteo, Diretor da Central de Ciclo Combinado do Ribatejo
O futuro é supersónico
O hidrogénio é sem dúvida uma das grandes alternativas para um futuro energético limpo, seguro e acessível. Com a transição energética em andamento, o H2 vai ajudar a acelerar os esforços globais de descarbonização a 100% e até poderá permitir chegar ao objetivo antes do tempo previsto. Os anos passam a voar, mas as tecnologias também evoluem cada vez mais rápido. O potencial do H2 está aí para ajudar a mudar o futuro do planeta e a EDP está preparada para estudar o potencial que este elemento pode vir a ter no futuro da energia e da sustentabilidade.
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