Armazenamento – vital para o hidrogênio resolver os desafios da energia renovável

Georgina Ainscow, advogada de patentes da Reddie & Grose LLP, desvenda por que o armazenamento será vital para o hidrogênio ajudar a resolver os desafios da energia renovável

A emergência climática desencadeou mudanças monumentais na indústria, nos investimentos e na política regulatória. A energia verde e renovável desempenha um papel fundamental nessa transição. Como resposta, o Reino Unido se tornou uma das primeiras grandes economias do mundo a introduzir leis que visam encerrar sua contribuição para o aquecimento global até 2050. A legislação estabelece uma meta ambiciosa para o Reino Unido trazer todas as emissões de gases de efeito estufa para zero no mesmo ano. A introdução de uma legislação decisiva valeu a pena, e as fontes de energia renováveis, como a eólica e a solar, estão cada vez mais populares. Na verdade, a energia eólica contribuiu com 24,8% da eletricidade do Reino Unido em 2020, perdendo apenas para o gás natural como a maior fonte de eletricidade, de acordo com um Relatório da Rede Nacional.

Apesar disso, as perspectivas projetadas para a energia eólica têm sido mistas. Um relatório recente sobre Energia Eólica em energia eólica do governo do Reino Unido previu um aumento de cinco vezes nas exportações de bens e serviços eólicos offshore, gerando £ 2,6 bilhões por ano e criando milhares de empregos. No entanto, de acordo com o Relatório de Tendências de Energia do governo do Reino Unido divulgado em junho deste ano, a contribuição de energia eólica e outras energias renováveis ​​no primeiro trimestre de 2021 caiu 16% em comparação com o mesmo trimestre de 2020, quando as tempestades Ciara e Dennis contribuíram para o recorde geração de energia eólica. Isso ilustra a questão principal com muitas fontes de energia verde – ao contrário dos combustíveis fósseis, as fontes de energia como a eólica e a solar são inerentemente variáveis ​​devido à sua dependência das condições climáticas.

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Apesar de suas falhas, os combustíveis fósseis são uma fonte estável e confiável de eletricidade que pode ser controlada pela rede para atender à demanda. As fontes de energia renováveis, por outro lado, têm períodos de excesso de oferta seguidos de períodos de falta de oferta, dependendo de onde e quando o vento está soprando ou o sol está brilhando. Se a energia renovável deve substituir os combustíveis fósseis, será necessário superar esses desafios.

Apresentando o hidrogênio

A variabilidade persistente de fontes de energia renováveis, como a energia solar e eólica, ressalta a necessidade de armazenamento em larga escala de energia limpa. Essa necessidade, junto com avanços tecnológicos em soluções limpas de hidrogênio, fez com que o hidrogênio se tornasse um candidato chave para o substituto de baixo carbono mais promissor para os combustíveis fósseis. De acordo com o Hydrogen Economy Outlook da BloombergNEF, o hidrogênio pode atender até 24% das necessidades de energia do mundo até 2050, com o suporte adequado.

De acordo com o relatório Net Zero by 2050 da Agência Internacional de Energia (IEA), os eletrolisadores de hidrogênio são uma das maiores oportunidades de inovação em energia, juntamente com baterias avançadas e captura direta de ar e armazenamento (CCUS) de gases de efeito estufa. Da mesma forma, a IEA identifica o hidrogênio e os combustíveis à base de hidrogênio como um dos principais pilares da descarbonização.

Uma área com previsão de crescimento é o chamado “hidrogênio verde”, produzido por eletrólise movida a energia renovável. A eletricidade gerada por fontes renováveis ​​de energia, como turbinas eólicas ou painéis solares, é usada para decompor a água em oxigênio e hidrogênio, conhecido como hidrogênio de baixo carbono. Uma vez produzido, o hidrogênio pode ser usado diretamente para células de combustível ou na produção de combustíveis à base de hidrogênio, como amônia e líquidos e gases sintéticos. A capacidade de armazenar e transportar hidrogênio e combustíveis à base de hidrogênio tem o potencial de regular a oferta e a demanda dentro de um suprimento de eletricidade baseado em energias renováveis ​​inerentemente variável.

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Além de permitir a flexibilidade necessária para equilibrar a oferta e a demanda de eletricidade, o hidrogênio tem uma aplicação potencial em prédios de aquecimento, na indústria e nos transportes. Embora os veículos elétricos movidos a bateria tenham tido precedência, o hidrogênio parece ser mais adequado para transporte de longa distância, navegação e aviação. Como resultado, as indústrias globais estão ansiosas para descobrir como o hidrogênio pode se tornar parte de seus planos de sustentabilidade.

Patentes e hidrogênio

O exame das tendências de patentes nessa área pode dar uma boa indicação de para onde a tecnologia está indo e quais regiões estão liderando o ataque.

De acordo com o relatório de Patentes e Transição de Energia da IEA, os dados mais recentes mostram três anos de crescimento sustentado na atividade de patenteamento de tecnologias de energia de baixo carbono e a inovação em tecnologias transversais, como baterias e hidrogênio, é vista como um fator-chave por trás disso . No entanto, a atividade de patenteamento em relação ao hidrogênio permanece dominada por células de combustível de hidrogênio, em vez de outros aspectos da cadeia de valor do hidrogênio. Isso reflete o uso historicamente baixo de hidrogênio para fins energéticos e uma consequente falta de incentivo para inovações para otimizar tecnologias como eletrolisadores e armazenamento de hidrogênio – e é uma tendência que esperamos mudar nos próximos anos.

A adaptabilidade do hidrogênio combinada com sua utilidade no combate às emissões em setores difíceis de abater enfatiza os esforços atuais em muitos países para desenvolver um apoio político eficaz para o hidrogênio com baixo teor de carbono. O hidrogênio também tem o potencial de ser usado para armazenar eletricidade por longos períodos de tempo e para gerar energia limpa sob demanda.

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O Japão domina a pesquisa em células de combustível, enquanto a Europa lidera o desenvolvimento de tecnologias com potencial para fornecer e armazenar hidrogênio com baixo teor de carbono, incluindo eletrolisadores. A Alemanha está na vanguarda da inovação relacionada ao armazenamento, sendo responsável por quase metade das Famílias de Patentes Internacionais (IPFs) da Europa neste campo, e um terço adicional dos IPFs relacionados ao fornecimento de hidrogênio com baixo teor de carbono.

Embora a absorção de hidrogênio para fins energéticos ainda seja relativamente baixa, ele tem uma série de aplicações de energia limpa que devem se expandir rapidamente. Um setor de energia limpa mais resiliente poderia utilizar hidrogênio com baixo teor de carbono em aplicações como ferro, aço, produção de fertilizantes e transporte. Na verdade, empresas como a iniciante da aviação ZeroAvia já testaram aviões movidos a hidrogênio com grande sucesso. Como o número de passageiros deve aumentar para dez bilhões por ano até 2050, avanços em energia renovável serão cruciais para compensar o impacto sobre o meio ambiente.

No entanto, com o hidrogênio firmemente na mente dos formuladores de políticas e inovadores, os investimentos na produção de hidrogênio de baixo carbono e empresas focadas no hidrogênio estão aumentando, e é razoável esperar que isso leve a estratégias de hidrogênio mais robustas de economias globais, e mais inovação em casos de uso de hidrogênio fora das células de combustível.

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