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l IFE: nº 76 - 13 de abril de 2022 Índice Políticas Públicas e Financiamentos Produção Armazenamento e Transporte Uso Final Tecnologia e Inovação Eventos Artigos e Estudos
Políticas Públicas e Financiamentos 1 Canadá: Governo avança em apoios a transporte de ônibus com emissão zero No último mês de março, Jennifer O'Connell, Secretária Parlamentar do Ministro de Assuntos Intergovernamentais Infraestrutura e Comunidades, anunciou que o Consórcio Canadense de Pesquisa e Inovação em Trânsito Urbano (CUTRIC) foi selecionado para apoiar operadores de ônibus, produzindo estudos abrangentes de eletrificação e planejamento do trânsito de ônibus com emissão zero. Os investimentos em transporte público ajudam a reduzir o tempo de deslocamento, criar empregos, promover o crescimento econômico e combater as mudanças climáticas. Implantações bem-sucedidas de ônibus com emissão zero requerem um planejamento cuidadoso e uma boa compreensão das diferenças operacionais e técnicas. Por isso o governo está investindo US$ 10 milhões através do Zero Emission Transit Fund ao longo de cinco anos, reforçando a necessidade da transição para frotas de ônibus de trânsito com emissão zero. Seu trabalho também ajudará as comunidades a responder aos principais desafios da eletrificação do trânsito. Ao apoiar a inovação no transporte público, o Governo do Canadá continua a promover soluções novas e criativas que apoiam a fabricação canadense, reduzem as emissões e fortalecem nossa economia. (Governo do Canadá – 30.03.2022) 2 Estados Unidos: Unidade de Inovação em Defesa concede US$ 14 milhões para desenvolvimento de aeronaves movidas a hidrogênio O Departamento de Defesa dos Estados Unidos, através da sua Unidade de Inovação (DIU), concedeu à Skydweller Aero US$ 14 milhões para apoiar a criação de uma aeronave movida a célula a combustível hidrogênio. O projeto está promovendo o uso de células a combustível hidrogênio e tecnologias de energia limpa, não apenas para reduzir a pegada de carbono das aeronaves, mas também no sentido de otimar as tecnologias já existentes. O objetivo principal do projeto é desenvolver soluções integrando hardware e software, para aumentar a eficiência e o desempenho utilizando energia limpa. Até o momento, o foco da iniciativa inclui células a combustível hidrogênio, um sistema leve de armazenamento de hidrogênio, módulos avançados de bateria e software avançado de gerenciamento de missão. Uma vez concluído o projeto, a Skydweller passará a realizar os testes em solo e voos com as novas tecnologias. Isso talvez indique um futuro com tecnologias, como as células a combustível hidrogênio, não apenas reconhecidas como um meio de descarbonizar a mobilidade, mas também para otimizar aplicações e preparar o caminho para mais inovações. (Hydrogen Central – 05.04.2022) 3 Espanha: BEI e ICO investem 88 milhões de euros para produção de hidrogênio verde em larga escala O Banco Europeu de Investimentos (BEI) e o ICO assinaram um acordo com a Iberdrola para desenvolver “uma das maiores” plantas de produção de hidrogênio verde para uso industrial na Europa. O projeto pode ser vital para a comunidade europeia, com hidrogênio em escala industrial entrando no mercado e fornecendo uma base para descarbonizar outros setores da UE. Para isso, o BEI fornecerá € 53 milhões (US$ 58 milhões) em conjunto com o Instituto de Crédito Oficial (ICO), que fornecerá adicionalmente € 35 milhões (US$ 38 milhões), ambos reconhecidos como empréstimos certificados como financiamento verde, em Puertollano, Castilla-La Mancha, Espanha. O hidrogênio verde deste projeto será utilizado internamente pela indústria de fertilizantes substituindo o hidrogênio cinza atualmente em uso. Uma vez operacional, a usina de hidrogênio verde de 20 MW permitirá a criação de 1.000 toneladas de hidrogênio verde por ano. (Banco de Investimento Europeu – 04.04.2022) 4 Europa: Hydrogen Europe lança iniciativa “Lighthouse” para apoiar hidrogênio em larga escala na UE 5 Reino Unido: Governo estabelece um futuro operador de sistema (FSO) para integrar o hidrogênio na infraestrutura existente Em uma tentativa de apoiar o crescente setor de energia verde, o governo do Reino Unido lançou um novo órgão público no dia 6 de abril. A intenção é fortalecer a resiliência energética e explorar novas tecnologias inovadoras, como o hidrogênio. O órgão público, denominado Futuro Operador do Sistema (FSO), será baseado nas capacidades existentes do atual operador e, irá desempenhar um papel vital na resposta aos desafios e ambições do sistema energético, agora e no futuro. A instituição procurará garantir a independência energética do país e acelerar as tecnologias de emissão zero. A criação do FSO exigirá uma transação entre a HMG e a National Grid Plc, sendo as partes devidamente compensadas pelos elementos de seus negócios que forem transferidos para o FSO. Greg Hands, Ministro da Energia do Reino Unido, disse: “Precisamos aumentar nossa resiliência energética, reduzir nossa dependência de importações e, ao mesmo tempo, reduzir as emissões. O FSO fará exatamente isso.” (Governo do Reino Unido – 06.03.2022)
Produção 1 Coreia do Sul: Empresas entram em acordo para desenvolver planta de hidrogênio branco A GH2 Energy Global, a GS E&C e a KOSPO entraram em um acordo internacional para desenvolver um projeto de produção de hidrogênio na Coreia do Sul. A unidade contará com a tecnologia de gaseificação aprimorada por plasma (SPEG) da SGH2 para produzir o hidrogênio a partir da gaseificação de resíduos plásticos, um hidrogênio limpo que é classificado pela cor “branca”. No que tange ao uso final, o gás será utilizado para uma usina de célula a combustível, que converterá o hidrogênio em eletricidade. Este é um projeto inovador e muito importante, pois, além de contribuir para com a descarbonização na matriz energética da Coreia do Sul, também atuará no despacho dos aterros sanitários localizados no país e, sobretudo, na região do projeto. (H2 View – 01.04.2022) 2 Holanda: Mitsubishi e Shell colaboram na geração de hidrogênio verde a de parques eólicos offshore Um acordo estabelecido entre a Mitsubishi e a Shell fará as duas empresas colaborarem na geração de hidrogênio verde em parques eólicos offshore de 4 GW até 2030. O investimento total no projeto chegou a cerca de US$ 2 bilhões. Os parques eólicos foram construídos na Holanda e apoiarão a expansão da indústria e a independência energética à luz do conflito russo-ucraniano. Com o hidrogênio gerado como resultado da colaboração, a Europa poderá descarbonizar vários setores de sua sociedade em mobilidade, indústria e manufatura. A joint venture também ajuda a Mitsubishi a aumentar seu perfil na UE e a apoiar a inovação em hidrogênio na região. (H2 View – 07.04.2022) 3 Nova Zelândia: AFCryo está mais próxima de operacionalizar planta de hidrogênio verde A AFCryo está mais próxima de concluir uma etapa importante do seu projeto de construção e operação de uma planta de hidrogênio na Nova Zelândia. A Clean Power Hydrogen informou que vai fornecer um eletrolisador MFE220 de 1 MW no início de 2023 e nesse mesmo ano a unidade entrará em operação. A planta será alimentada por energias renováveis para produzir até 450 kg por dia de hidrogênio verde (H2V). Como uso final, o combustível será destinado ao transporte pesado, um setor de difícil eletrificação que tem o hidrogênio como uma solução viabilizadora para a descarbonização. (AFCryo – 08.04.2022) 4 Omã: Projeto de 25 GW para a produção de 1,8 milhão de toneladas de hidrogênio verde por ano 5 Reino Unido: Siemens e SSE Renewables firmam parceria para desenvolver planta de H2V A Siemens Gamesa Renewable Energy e a SSE Renewables, subsidiária de energia renovável da SSE plc, firmaram uma parceria para desenvolver uma planta de hidrogênio verde (H2V) em Gordonbush, na Escócia, nação constituinte do Reino Unido. A planta de eletrólise será alimentada a partir de 100 MW de energia eólica onshore com capacidade de produção de até 2.000 toneladas de H2V por ano. No que concerne ao uso final, o gás será utilizado no setor da indústria, manufatura e transporte doméstico. Esse projeto visa desenvolver o mercado de um vetor energético de suma importância no contexto de transição energética, além de apoiar a meta do Reino Unido de atingir 5GW de produção de hidrogênio de baixo carbono até 2030. (SSE Renewables – 04.04.2022)
Armazenamento e Transporte 1 EUA: A National Grid as concessionárias de gás dos EUA como o núcleo da estratégia de redes de energia limpa À medida que o setor de energia transita para zero líquido, algumas concessionárias de gás dos Estados Unidos podem estar em uma posição privilegiada, convertendo sua infraestrutura em redes de combustíveis limpos. Tal sistema pode, por exemplo, fornecer hidrogênio para plantas industriais e apoiar uma rede elétrica de baixo carbono expandida. A distribuição central de gás natural permanecerá sob as operações da National Grid PLC nos EUA. A rede de gás dos EUA deve complementar o foco crescente de apoio à infraestrutura de hidrogênio verde, além do desenvolvimento de redes para apoiar a energia eólica offshore, de acordo com Ben Wilson, diretor de estratégia e assuntos externos. O pronunciamento veio poucos dias depois que a National Grid anunciou que venderia uma participação acionária de 60% em seus negócios de transmissão e medição de gás no Reino Unido por £ 4,2 bilhões. Durante esse tempo, um movimento para eletrificar edifícios se enraizou em Massachusetts e Nova York, ameaçando as perspectivas dos negócios de distribuição de gás da National Grid. Questionado sobre a diferença nas estratégias do Reino Unido e dos EUA, Wilson disse que as redes de gás americanas serão infraestrutura essencial por muitas décadas, dado o volume de energia que os dutos fornecem durante os períodos frios no Nordeste do país. (S&P Global - 04.04.2022)
Uso Final 1 Alemanha: KEYOU estreia novo caminhão e ônibus urbano movidos a hidrogênio A KEYOU, focada no mercado de mobilidade limpa, estreou um caminhão de 18 toneladas e um ônibus urbano de 12 metros movidos a hidrogênio. Os motores foram baseados em estruturas já existentes de motores a diesel. O projeto fornece um método econômico para as empresas de transporte converterem suas frotas a diesel em hidrogênio e contribuir significativamente para a redução das emissões de carbono no setor de transporte. Com uma potência de 210 kW, os motores fornecem potência suficiente para se movimentarem a longas distâncias e mesmo assim permanecem abaixo do limite de emissões de carbono definido pela UE. Espera-se que os veículos façam seus primeiros testes na estrada na primavera de 2022. (H2 View – 07.04.2022) 2 Escandinávia: Yara pretende criar a primeira rede de bunkers de amônia A Yara International continua desenvolvendo uma forte cadeia de valor do hidrogênio. No dia 1º de abril foi anunciada uma base de abastecimento de amônia para transporte marítimo, através de uma colaboração entre a Yara e a Azane Fuel Solutions. Por meio deste acordo, a Yara disponibiliza amônia verde como combustível para navios na Escandinávia até 2024. Com isso, o mercado de hidrogênio se expandirá à medida que esse mecanismo se popularizar e será necessária maior produção para manter a crescente demanda por amônia. Magnus Krogh Ankarstrand, presidente da Yara Clean Ammonia, afirmou: “Esses terminais de abastecimento são peças-chave do quebra-cabeça para garantir o fornecimento confiável e seguro de amônia como combustível de emissão zero. A Yara está entusiasmada por fazer parte do projeto e por possuir e operar os primeiros terminais operacionais de combustível de amônia do mundo”. (H2 View – 01.04.2022) 3 Estados Unidos: Parceria da ZeroAvia e Zev Station para rede de abastecimento de hidrogênio em aeroportos da Califórnia Dentro do setor de mobilidade, o hidrogênio é particularmente promissor e pode ser usado em várias aplicações, incluindo a indústria da aviação. Neste contexto, a Califórnia recebeu um impulso para criar uma rede de abastecimento de hidrogênio nos aeroportos californianos, através da parceria entre a ZeroAvia e a Zey Station. A ZeroAvia será responsável pela pesquisa e desenvolvimento da produção e abastecimento de hidrogênio para aviação, enquanto a extensa experiência da ZEV Station será fundamental para o fornecimento de hidrogênio gasoso para veículos rodoviários. As empresas trabalharão juntas no desenvolvimento de um projeto inicial de aeroporto regional que demonstra como os sistemas de propulsão hidrogênio-elétrica podem oferecer voos comerciais de emissão zero. Arnab Chatterjee, Vice-Presidente de Infraestrutura da ZeroAvia, afirmou: “A Califórnia lidera o mundo na adoção de veículos para mobilidade limpa, devido a políticas e implantação de infraestrutura. A infraestrutura de voo de emissão zero em aeroportos é a próxima fronteira para o país. A parceria entre a ZeroAvia e a ZEV Station será uma parte significativa dessa jornada.” (H2 View – 04.04.2022) 4 Países Baixos: Concordia e STC Group desenvolvem navio de treinamento marítimo movido a hidrogênio Previsto para entrar em serviço em setembro de 2022, o navio Ab Initio de 67 metros de comprimento será crucial para inspirar e promover transporte sustentável para a próxima geração de estudantes marítimos. Para alimentar o navio, a Zepp Solutions fornecerá um sistema de células a combustível hidrogênio de 45kW, que será usado para carregar o sistema de bateria a bordo e será como extensor de alcance. O sistema de célula a combustível será abastecido por um sistema de armazenamento de hidrogênio de 350 bar com capacidade de 35 kg e, com isso, a solução dobrará a faixa de emissão zero da embarcação. Jan Kweekel, Membro do Conselho Executivo do STC Group, afirmou: “Vamos dar aos nossos alunos a oportunidade de se tornarem proficientes no trabalho com hidrogênio verde durante o treinamento. Este conhecimento e experiência podem ser úteis durante uma carreira no setor de transporte marítimo que está em constante desenvolvimento.” (H2 View – 06.04.2022)
Tecnologia e Inovação 1 Arábia Saudita/Jordânia/Egito: Centro de Inovação e Desenvolvimento do Hidrogênio A NEOM garantiu seu primeiro Centro de Inovação e Desenvolvimento do Hidrogênio (HIDC) com a ENOWA para acelerar soluções de hidrogênio na cidade futurista. O HIDC será um centro de apoio, testes de novas tecnologias no setor de energia limpa e uma comunidade de aprendizado colaborativo para instituições de pesquisa focadas no hidrogênio e economia circular de carbono (CCE). Por meio dessas colaborações, o HIDC procurará produzir e usar compostos sintéticos limpos e descarbonizados em parceria com a Saudi Aramco. O HIDC também pode alavancar os planos da ENOWA com a Air Products para mobilidade a partir do hidrogênio e testar soluções alternativas de mobilidade e logística com células a combustível hidrogênio em NEOM. (NEOM - 31.03.2022) 2 Alemanha: Nova tecnologia para separação de água a partir da energia solar A Helmholtz-Zentrum Berlin revelou uma nova tecnologia para melhorar filmes finos de óxido metálico usados para separação de água a partir de energia solar. O Instituto de combustíveis solares desenvolveu um método usando deposição de laser pulsado juntamente com aquecimento flash e lâmpadas de alta potência. Segundo a HZB, a redução da concentração de defeitos atômicos e melhorias na ordenação cristalina dos filmes finos de óxido metálico exigem temperaturas de processamento térmico entre 850 e 1.000 ºC – mas o substrato de vidro funde a 550 ºC. Assim, o aquecimento instantâneo do filme fino usando lâmpadas de alta potência pode resolver o problema. "O processo aquece até 850 ºC sem derreter o substrato de vidro subjacente", disse a unidade de combustíveis solares da HZB. O aquecimento térmico rápido (RTP) melhorou a cristalinidade, as propriedades eletrônicas e o desempenho, levando a um novo recorde de desempenho de 1 mA/cm2 para este material, 25% superior ao recorde anterior, complementa o instituto. (HZB - 04.04.2022) 3 EUA: Bomba eletroquímica para purificação de hidrogênio Uma equipe de pesquisa liderada por Chris Arges, professor associado de engenharia química da Penn State University, demonstrou que a purificação do hidrogênio pode ser simplificada usando uma bomba eletroquímica equipada com PEM e um eletrodo modificado por ionômero. Os pesquisadores usaram uma bomba eletroquímica para separar e comprimir o hidrogênio e obtiveram uma taxa de recuperação de 85% da mistura de gás combustível, conhecida como syngas, e 98,8% de taxa de recuperação do fluxo de saída convencional do reator na reação de deslocamento gás-água. Segundo os pesquisadores, “Ninguém jamais purificou o hidrogênio a esse ponto, com uma alimentação de gás que continha mais de 3% de monóxido de carbono usando uma bomba de hidrogênio eletroquímica, e conseguimos com misturas que consistem em até 40% de monóxido de carbono usando uma classe de PEM de alta temperatura e ionômero no eletrodo.” (PennState - 28.03.2022) 4 Israel: H2PRO:Hidrogênio a um dólar por quilo A empresa israelense H2PRO fundada pelos pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Israel desenvolveu uma tecnologia capaz de reduzir em três vezes o custo da produção de hidrogênio obtido por meio da eletrólise da água. A eletrólise da água usando fontes de energia renovável é a quarta forma mais popular de produção de hidrogênio: a participação do H2V na produção global de H2 foi de 0,8% em 2020. No entanto, os altos custos impedem a popularidade do gás. Além do alto custo das energias renováveis, os custos da produção são afetados por uma eficiência eletrolítica relativamente baixa, que não ultrapassa 70%. A startup H2PRO propõe resolver este problema utilizando reatores eletrolíticos nos quais hidrogênio e oxigênio são gerados em diferentes estágios de separação da água. Isso nos permite não apenas deixar de usar membranas, mas também produzir hidrogênio sob alta pressão, o que facilitará a comercialização da nova tecnologia no futuro. De acordo com os fundadores da H2PRO, esse desenvolvimento diminui o custo unitário da produção de H2V para US$ 1 por kg. (Global Energy - 01.04.2022)
Eventos 1 Webinar: “2Mare - Hydrogen straight from the wind turbine” No âmbito da Estratégia Nacional de Hidrogênio Alemã, o H2Mare, um dos projetos emblemáticos de hidrogênio lançados pelo Ministério Federal de Educação e Pesquisa (BMBF), deu o primeiro passo para o desenvolvimento de um sistema de geração de energia verde em larga escala. Um eletrolisador é totalmente integrado a uma turbina eólica offshore para produzir diretamente hidrogênio verde, permitindo a operação fora da rede e reduzindo o custo de produção de hidrogênio. Neste contexto, a Bundesverband WindEnergie organizou um webinar gratuito para o dia 12 de abril de 2022. Será abordado o conceito do projeto, o modelo virtual do eletrolisador da turbina eólica e a tecnologia necessária para trazer essa planta de produção de hidrogênio para o mar. Para se inscrever, clique aqui. (Bundesverband WindEnergie – Abril de 2022)
2 Webinar: “DSPOT – The Future is Green Hydrogen” Organizado por dois Centros Alemães de Ciência e Inovação da rede mundial DWIH, o evento on-line sobre pesquisas, estratégias e iniciativas para produção e consumo do hidrogênio verde na Alemanha, no Brasil e nos Estados Unidos acontece dia 14 de abril às 13h00 (horário de Brasília). Além de uma transmissão em inglês, o evento terá tradução simultânea para português. Para visualizar o evento, clique aqui. (DWIH São Paulo – Abril de 2022) 3 Webinar: “Hydrogen Gas Turbines - What you need to know” No dia 12 de abril de 2022, a Turbomachinery International organiza um evento online abordando turbinas a hidrogênio. Com o interesse global na redução de carbono, os operadores de turbinas a gás industriais estão procurando aumentar e, finalmente, substituir os combustíveis de gás natural (GN) por hidrogênio, para queima limpa. No entanto, propriedades como velocidade e temperatura de chama mais altas aumentam o risco de retrocesso e emissões de NOx. O webinar analisa as características fundamentais da combustão de H2, identifica como elas diferem das propriedades de combustão típicas dos combustíveis de GN. Serão abordados os principais desafios a serem superados, se as turbinas a gás industriais desejam aumentar ou substituir os combustíveis de gás natural por hidrogênio, além de como as propriedades de combustão do hidrogênio diferem das do gás natural. Para se inscrever, clique aqui. (DWIH São Paulo – Abril de 2022)
Artigos e Estudos 1 Análise de cenários: Hidrogênio verde produzido localmente ou importado para descarbonizar a Alemanha? Uma matriz energética limpa na Alemanha provavelmente exigirá hidrogênio verde. Dois fatores importantes, que determinam se o hidrogênio será importado ou produzido localmente a partir de energia renovável, ainda são incertos - o preço de importação do hidrogênio verde e o limite para instalações fotovoltaicas. Para investigar o impacto desses dois fatores, o artigo calcula sistemas de energia limpa com custo otimizado, variando o preço de importação de 1,25 €/kg a 5 €/kg, com volume de importação ilimitado, e a capacidade de instalação do sistema fotovoltaico de 300 GW a ilimitado. Em todos os cenários, o hidrogênio desempenha um papel significativo. A um preço médio de importação de 3,75 €/kg e sistemas fotovoltaicos de 300-900 GW, o fornecimento de hidrogênio é de cerca de 1200 a 1300 TWh com participações de importação variando de 60 a 85%. (ScienceDirect – 2022) 2 Análise econômica e ambiental das três principais cores do hidrogênio Este artigo teve como objetivo principal discutir as várias formas de produção de hidrogênio dependendo das fontes primárias de energia utilizadas. Além disso, foram analisados o desempenho econômico e ambiental das três principais cores de hidrogênio. A principal conclusão é que os benefícios ambientais totais do uso do hidrogênio são altamente dependentes dos métodos de produção de hidrogênio e das fontes primárias utilizadas. Somente o hidrogênio verde com eletricidade eólica, fotovoltaica e hidrelétrica tem emissões realmente baixas. Todas as outras fontes, como hidrogênio azul com CCUS ou eletrólise usando a rede elétrica, têm emissões substancialmente mais altas, chegando perto da produção de hidrogênio cinza. Outra conclusão é que é importante introduzir um mercado internacional de hidrogênio para reduzir custos e produzir hidrogênio onde as condições são melhores. O sucesso futuro do hidrogénio depende muito do desenvolvimento tecnológico e das consequentes reduções de custos, bem como das futuras prioridades e do quadro político correspondente. O quadro político deve apoiar a mudança do hidrogênio cinza para o verde. (ScienceDirect – 2022) 3 Artigo analisa fotocatalisadores a base de nitreto de carbono grafítico Ao tratar sobre a produção do hidrogênio de forma limpa, a fotocatálise da água é uma rota bastante promissora. Desta forma, neste artigo, foi realizada uma abordagem econômica sobre a fotocatálise da água e diversos fotocatalisadores foram testados. Dentre os fotocatalisadores, o nitreto de carbono grafítico (g-C3N4) tem se destacando devido ao seu bandgap adequado, abundância e melhor estabilidade. Em alguns casos, superando até os fotocatalisadores baseados em Pt. Nesse sentido, neste artigo, os avanços recentes desses fascinantes fotocatalisadores foram revisados em termos de desenvolvimento de materiais e desempenho fotocatalítico. (Fuel – 2022) 4 Hidrogênio no Plano Decenal de Expansão de Energia 2031 O PDE 2031 indica as perspectivas da expansão do setor de energia para os próximos 10 anos (2022 a 2031) dentro de uma visão integrada para os diversos energéticos. O planejamento foi elaborado pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE) sob as diretrizes e o apoio das equipes do Ministério de Minas e Energia, coordenados pelas Secretarias de Planejamento e Desenvolvimento Energético (SPE/MME) e de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (SPG/MME). Diante disto, visando o potencial que o hidrogênio possui para compor e descarbonizar a matriz energética brasileira e mundial, o documento traz um capítulo dedicado ao vetor energético. Dentro deste capítulo, o documento aborda os conceitos iniciais; a dinâmica da cadeia de valor e o uso (mercado atual e perspectivas tecnológicas) bem como o potencial técnico de produção de hidrogênio no Brasil e o mercado potencial. (EPE – 2022) Equipe
de Pesquisa UFRJ POLÍTICA
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