Transição energética em foco: Como os eletrolisadores e o armazenamento podem reduzir custos!

Transição energética em foco: Como os eletrolisadores e o armazenamento podem reduzir custos!

Equipes de pesquisa da Universidade Leibniz de Hannover (LUH) e do Instituto de Pesquisa de Energia Solar de Hameln (ISFH) realizaram um estudo abrangente sobre o uso de eletrolisadores e armazenamento de baterias. O objetivo é analisar a influência destas tecnologias nos custos da transição energética. Um dos maiores desafios é adaptar o sistema energético à disponibilidade flutuante de energia eólica e solar. Quando há grande disponibilidade eólica e solar, há excedente de eletricidade, enquanto em épocas de baixa produção (períodos escuros) há escassez de energia.

O excesso de eletricidade pode ser armazenado em baterias ou convertido em hidrogênio por meio de eletrólise. Este hidrogênio é usado principalmente na indústria. Um modelo desenvolvido especificamente para este fim está agora a optimizar o sistema energético alemão e a determinar a contribuição dos electrolisadores e do armazenamento de baterias para uma transição energética eficaz. O cenário otimizado mostra que os eletrolisadores para a produção de hidrogénio devem estar localizados principalmente no ventoso norte da Alemanha, enquanto o armazenamento de baterias está distribuído uniformemente por toda a Alemanha, com foco no sul, onde há mais eletricidade fotovoltaica disponível.

Economia de custos e maior eficiência

As previsões indicam que cerca de 35 por cento da electricidade proveniente de energias renováveis ​​terá de ser armazenada ou convertida em hidrogénio até 2050. A não tomada de medidas nesta área poderá aumentar os custos totais da transição energética em até 60 mil milhões de euros. O estudo, que é apoiado financeiramente pela EWE AG, fornece bases importantes para os decisores políticos e empresariais atingirem estes objectivos. Atrasos na expansão das fábricas e no armazenamento de hidrogénio também podem tornar significativamente mais difícil o cumprimento das metas climáticas.

Para garantir a eficiência dos eletrolisadores, é crucial uma proporção específica de eletricidade verde. De acordo com a agência de consultoria energética Novaro, a quota anual de electricidade verde é actualmente de 60 por cento, sendo esta quota superior a 80 por cento em 1.854 horas durante o período em análise. Uma “lei de aceleração do hidrogénio” actualmente em elaboração estabelece um limite de 80 por cento, o que é considerado demasiado elevado. O ideal económico para a utilização de hidrogénio é um limite de 70 por cento, o que permite que os eletrolisadores operem até 2.900 horas por ano.

Desafios tecnológicos da eletrólise

A própria eletrólise, um processo que decompõe as moléculas de água em átomos de hidrogênio e oxigênio, enfrenta desafios significativos. Catalisadores são necessários para iniciar e acelerar este processo. No entanto, os desenvolvimentos anteriores nesta área foram em grande parte mal sucedidos, pelo que os materiais devem funcionar em condições industriais reais durante pelo menos dez anos. O Dr. Philipp Gerschel, da Ruhr University Bochum, descreve as dificuldades na seleção de materiais e no desenvolvimento de catalisadores adequados. A professora Doris Segets, da Universidade de Duisburg-Essen, enfatizou particularmente a necessidade de um fluxo de trabalho para comparação de materiais. Estamos trabalhando com diversas instituições para desenvolver novos processos de eletrólise que também possam dispensar metais preciosos.

Esses desenvolvimentos poderão avançar ainda mais na pesquisa de catalisadores e, assim, permitir a produção generalizada de eletrolisadores nos próximos dez anos. O projeto de cooperação inclui 18 pesquisadores de diversas disciplinas e instituições, incluindo o Instituto Max Planck de Conversão de Energia Química.

No geral, a investigação atual mostra uma direção clara: a utilização direcionada de eletrolisadores e de armazenamento em baterias é crucial para uma transição energética sustentável e rentável. O estudo completo está disponível online e fornece informações valiosas para a política energética futura.

Para obter mais informações sobre desenvolvimentos e pesquisas atuais, visite os seguintes links: Universidade Leibniz Hannover, Revista PV, e Fraunhofer UMSICHT.