Hidrogênio verde na Austrália

A energia renovável na Austrália depende principalmente de uma combinação de energia eólica e energia solar fotovoltaica. Ambas as fontes são variáveis, elas vêm e vão com o clima. “Você está produzindo energia em momentos nos quais pode não precisar e em outros nos quais precisa, não está produzindo nada”, diz Michael Bielinski, CEO da Siemens Energy na Austrália. “Grandes baterias de íons de lítio podem resolver esse problema de forma intermitente, por 24 ou 48 horas. Contudo, é necessária uma solução para armazenamento de energia de médio a longo prazo – e é aí que entra o hidrogênio. A razão pela qual falamos sobre hidrogênio é porque é uma maneira de armazenar eletricidade renovável variável e descarbonizar setores que encontram mais dificuldade em reduzir suas emissões e que não podem ser facilmente eletrificados. ”

O hidrogênio é o elemento mais abundante em nosso universo. No entanto, ao contrário dos combustíveis fósseis dos quais o mundo desenvolvido depende desde a década de 1880, ele não pode ser encontrado sob o solo. Atualmente, o gás hidrogênio disponível é principalmente proveniente de combustíveis fósseis, com uma pequena quantidade produzida pela eletrólise da água em eletrolisadores. Se esses eletrolisadores usarem eletricidade renovável, o hidrogênio resultante é chamado de “hidrogênio verde” e é totalmente livre de carbono. A energia renovável utilizada no processo é, portanto, “armazenada” no hidrogênio.

Nos últimos anos, o burburinho global em torno do hidrogênio tem sido difícil de ignorar. Uma economia baseada em hidrogênio, ao invés de combustíveis fósseis, é um dos pilares do Acordo Verde Europeu. Além disso, tanto a Austrália quanto a Alemanha, assinaram um Acordo de Hidrogênio para acelerar o desenvolvimento dessa indústria.

A remoção de barreiras regulatórias é certamente uma chave para ajudar a economia do hidrogênio a decolar – a outra é ajudar a criar demanda. Chegou a hora de levar as soluções de hidrogênio à aplicação comercial, argumenta Bielinski. “Se pudermos reduzir o custo unitário do hidrogênio alcançando escala na produção, então começa a ficar interessante para todos. Não há dúvida sobre isso, produzir hidrogênio verde hoje é caro. O objetivo para nós é reduzir para AUS$ 2 o quilo”, diz ele. Esta é a meta para 2030 estabelecida na Estratégia Nacional de Hidrogênio da Austrália.

“No momento, é uma situação de galinha e ovo”, diz ele. “Precisamos investir em infraestrutura de hidrogênio e precisamos da demanda. Sabemos que, em 2050, uma parcela realmente significativa de nossa energia virá do hidrogênio, mas como chegar lá, como se sustentar com os próprios pés?” Uma das soluções vem na forma de um eletrolisador de 1,25 megawatts, que a Siemens Energy encomendou recentemente para seu cliente Australian Gas Infrastructure Group (AGIG).

“O que realmente está fazendo a diferença dessa vez é a queda no custo da eletricidade renovável”, explica o executivo-chefe da AGIG, Craig de Laine, para quem o hidrogênio é a chave para a transição de seus negócios a um futuro de baixo carbono. “O segundo aspecto para tornar a produção de hidrogênio verde mais econômica são os custos de capital dos eletrolisadores, que cairão à medida que a demanda crescer. O terceiro fator é manter o eletrolisador funcionando. Se você usá-lo apenas algumas horas por dia, cada quilo de hidrogênio produzido será caro. Portanto, você precisa de energia renovável barata e prontamente disponível, idealmente com energia solar e eólica se complementando.”

A AGIG e a Siemens Energy colaboraram na primeira aplicação comercial de hidrogênio verde da Austrália em Tonsley, um subúrbio de Adelaide. O Hydrogen Park South Australia (HyP SA) foi inaugurado oficialmente em maio de 2021 e é um projeto de hidrogênio de nível básico com um eletrolisador de membrana de troca de prótons de 1,25 megawatts que mistura H2 na rede de gás local. Atualmente, mais de 700 clientes locais em Mitchell Park, no subúrbio de Adelaide, recebem uma mistura de gás contendo 5% de hidrogênio. HyP SA tem uma capacidade anual máxima de 175 toneladas de H2 por ano; 1 tonelada de hidrogênio verde tem o potencial de evitar mais de 7 toneladas de CO2-e da combustão de gás natural.

“Essa é a beleza de misturar uma pequena porcentagem de hidrogênio verde”, diz de Laine. “A rede de distribuição de gás na Austrália agora é quase inteiramente de plástico, capaz de receber até 100% de hidrogênio sem qualquer modificação – portanto, não há problema algum. Sabemos que os medidores e aparelhos nas casas dos clientes podem receber pelo menos 10% de hidrogênio renovável. Esse tem sido o nosso principal argumento de venda: A experiência do usuário será exatamente a mesma.”

Essa solução também resolve o problema do “ovo e da galinha”, de acordo com De Laine: “A combinação é um caso de sucesso brilhante porque você pode criar demanda sem que os clientes precisem fazer nada diferente. Então, quando você tiver essa produção de hidrogênio verde, poderá expandir para redes com 100% de hidrogênio e outros setores intensivos em carbono, como transporte pesado, e até produzir aço verde, alumínio verde e amônia verde.”

Bielinski concorda que este é o caminho a seguir: “Dessa forma, você continua construindo plantas de produção de hidrogênio em escala industrial, o que reduzirá o custo por unidade. A próxima geração terá de 10 a 20 megawatts de tamanho. “Se a Austrália levar a sério a implementação de uma economia de hidrogênio de forma relativamente rápida, a indústria em breve se comprometerá a implantar eletrolisadores dimensionados em centenas de megawatts. Embora isso represente centenas de milhões de dólares em custo de capital, permite economias de escala e reduz os custos por quilograma de hidrogênio verde produzido”.

O CEO da AGIG, Craig de Laine, está gerenciando a transição de sua empresa para um futuro de baixo carbono.

Atualmente, a Austrália ganha bilhões de dólares exportando carvão, como o maior exportador mundial de gás natural liquefeito (GNL). O hidrogênio certamente tem potencial para ser o portador de energia verde e limpa que o mundo precisa, e pode ser exportado exatamente como o GNL hoje. “O que traz ganhos realmente expressivos para a Austrália é a exportação. O hidrogênio representará essa nova indústria de exportação de carbono zero, que pode ser muito grande, já que temos recursos solares e eólicos praticamente ilimitados na Austrália”, diz de Laine. Corresponder à capacidade de GNL, no entanto, exigirá uma capacidade instalada do eletrolisador de centenas de gigawatts. “Estamos trabalhando agora em projetos que estão entre 10 e 50 megawatts – ou seja, até 40 vezes o tamanho da HyP SA. Para cumprir nossa ambição de ter todas as nossas redes com um mix de 10% de hidrogênio até 2030, precisamos de um gigawatt de capacidade instalada.”

Como parceiro de soluções, Michael Bielinski, da Siemens Energy, está ciente da enorme tarefa pela frente: “Eu não gostaria de subestimar o tamanho do desafio, mas acho que está ficando cada vez mais claros o que temos que fazer se quisermos chegar ao net zero– e isso envolve uma economia de hidrogênio”.

Fazer essa economia do hidrogênio decolar exige a combinação certa de persuasão, tecnologia e economia. Por enquanto, o projeto pioneiro da AGIG no subúrbio de Adelaide parece preencher todos os requisitos.