O hidrogênio não é apenas o elemento mais comum no universo, mas também o elemento mais comum aqui na Terra. No entanto, a disponibilidade limitada de hidrogénio puro na forma gasosa tem impedido as células de combustível de hidrogénio durante décadas.
Conteúdo
- É sobre infraestrutura
- Trata-se também de armazenar energia
- Um Corredor da Costa Oeste
- Os próximos passos
No cosmos, as estrelas são compostas principalmente de hidrogênio. Aqui em casa, nosso hidrogênio está principalmente ligado ao oxigênio para formar água. Para usar o hidrogênio em uma célula de combustível para produzir eletricidade, é necessário quebrar uma molécula de água ou quebrar um hidrocarboneto complexo como o gás natural. Quando você quebra a molécula do gás natural, obtém hidrogênio – mas também obtém dióxido de carbono, o que leva ao aquecimento global. Além disso, você está usando um recurso não renovável. Isso deixa a água, que é uma ótima fonte, exceto pelo fato de que você precisa colocar mais energia para quebrar a molécula do que obteria quando usar o hidrogênio para gerar eletricidade.
“… O que mostramos até agora é que se você puder abrir um posto de hidrogênio, as montadoras poderão vender um carro.”
A solução que torna o hidrogénio um combustível viável é esta: utilizar energia renovável para criar um excesso de electricidade suficiente para decompor a água e armazenar essa energia sob a forma de hidrogénio. Não é tão elegante quanto poderia ser, mas é muito bom se considerarmos o que aconteceu para armazenar energia solar na forma de petróleo, carvão e gás natural.
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Esse é um lado do enigma do hidrogênio. As outras questões são a construção de carros que funcionem com hidrogénio e a criação de uma infra-estrutura suficientemente grande para fornecer hidrogénio a esses carros onde e quando deles necessitarem. Para saber mais sobre isso, fomos a São Francisco participar SEMICON Oeste, e nos sentamos com o Parceria de células de combustível da Califórnia para descobrir onde as coisas estão hoje e o que está planejado para o futuro próximo.
É sobre infraestrutura
Encontrar financiamento para qualquer projeto de infraestrutura é sempre um desafio. Se um estado financiar um projecto para construir estações de hidrogénio e a rede para reabastecê-las, bem como instalações de geração de hidrogénio, esse dinheiro geralmente vem de outros projetos, o que atrasou o Taxa de adoção. Mas agora vários estados e governos nacionais estão a decidir que o hidrogénio terá um lugar nos seus planos.
“Acho que realmente a grande questão é construir a infraestrutura, porque o que mostramos até agora é que se você puder abrir uma estação de hidrogênio, as montadoras poderão vender um carro”, disse Keith Malone, oficial de divulgação legislativa e comunicações da Parceria de Células de Combustível da Califórnia.
A organização de Malone trabalha com fabricantes de automóveis e decisores políticos governamentais para defender a infraestrutura de hidrogénio, e está a obter resultados não só na Califórnia, mas em todo o mundo.
Ao colocar estações de hidrogénio estrategicamente, algumas estações podem servir eficazmente uma grande comunidade de carros a hidrogénio.
“No Nordeste, 12 estações [de hidrogênio] estão sendo construídas no corredor de Nova York a Boston”, revelou Malone. “É um esforço privado, mas diferentes regiões exigem abordagens diferentes. Na Califórnia, tivemos legislação em 2013 que estabeleceu o primeiro marco, que era de 100 estações estrategicamente localizadas e o financiamento para isso. No momento, estamos em 35 estações abertas e operacionais. Temos mais de 30 estações em desenvolvimento. Neste outono teremos outro ciclo de financiamento que provavelmente nos levará acima e além de 100 estações.”
Neste momento, a Califórnia tem o maior número de estações de hidrogénio de qualquer estado da América, mas ainda é apenas o começo.
“Para colocar tudo isso em perspectiva em termos do número de postos necessários, neste momento na Califórnia temos 8.000 postos de gasolina”, disse-nos Malone. “Mas apenas cerca de 1.800 deles fornecem 50% do combustível aos consumidores. O governador acabou de dizer que queremos ter 200 estações de hidrogénio até 2025. Então, nossos membros apresentarão um roteiro em algumas semanas para chegar a 1.000 estações até 2030.”
A ideia é que, ao colocar estações de hidrogénio estrategicamente, algumas estações podem servir eficazmente uma grande comunidade de carros a hidrogénio.
Neste momento, a Alemanha e o Japão têm, na verdade, mais estações de hidrogénio do que nós. Mas temos mais carros na estrada.
“1.000 estações e um milhão de carros”, disse Malone. “É uma meta exagerada, mas essa é a visão que temos. Não se trata apenas de veículos de passageiros. Você também precisa do dever médio/veículo pesado categoria porque com esses veículos maiores e essas frotas, eles também estão aumentando o volume no lado do hidrogênio. Então, você começa a ver os custos por unidade cair.”
Criar procura por grandes quantidades de hidrogénio é fundamental para torná-lo económico, e o apoio vem de todo o mundo.
“Quando comecei, há seis anos, falávamos sobre Califórnia, Alemanha, Japão e Coreia do Sul”, lembrou Malone. “No ano passado, adicionamos a China à lista porque eles vão impulsionar o volume. Neste momento, a Alemanha e o Japão têm, na verdade, mais estações de hidrogénio do que nós. Mas temos mais carros na estrada. Em 1º de julho, tínhamos mais de 5.000 veículos a hidrogênio circulando na Califórnia.”
Trata-se também de armazenar energia
A vantagem de abastecer um carro com hidrogênio é que as montadoras podem chegar ao ponto mágico Alcance de 300 milhas entre abastecer e reabastecer um carro com célula de combustível de hidrogênio não leva mais tempo do que comprar gasolina. Tal como a gasolina, a energia para alimentar o carro é armazenada no hidrogénio, em vez de ser armazenada inteiramente numa bateria.
“O interessante é que na Califórnia estamos liderando com carros com célula de combustível e hidrogênio. infraestrutura”, explicou Malone, “e continuo brincando que a Califórnia vai lançar o modelo, mas o Texas irá provar isso.”
Os veículos com células de combustível de hidrogênio podem realmente ser vendidos na região petrolífera do Texas?
“Acho que o Texas adotará os veículos com células de combustível por uma rota diferente porque eles têm muita energia eólica, o que significa que têm excesso”, destacou Malone. “Tenho quase certeza de que eles têm capacidade excedente e não sabem o que fazer com ela. Mas uma das coisas que você pode fazer é dividir a água para produzir hidrogênio. No Texas, você pode armazenar esse hidrogênio em cavernas subterrâneas de sal. Não estamos falando de quilowatts ou gigawatts de energia; estamos falando de mais terawatts de energia que podem ser armazenados. O hidrogênio se torna a bateria de várias maneiras.”
“O hidrogénio pode tornar-se um equilibrador da rede.”
Quando grandes quantidades de energia são armazenáveis e acessíveis quando necessário, novas aplicações são possíveis.
“O hidrogénio pode tornar-se um equilibrador da rede”, disse Malone. Balanceadores de grade ajudar os sistemas de distribuição de energia a adaptar a geração à procura. Como as células de combustível aumentam e diminuem quase instantaneamente, com o hidrogênio armazenado, as concessionárias podem combinar a produção com a demanda, momento a momento.
“Se você olhar para o tipo de mercado de células de combustível estacionárias, verá que ele tem estado meio fora do radar”, disse Malone, “mas tem estado muito ativo. As telecomunicações estão a utilizar células de combustível como geradores de reserva porque os tanques podem reter o hidrogénio durante bastante tempo. Quando a supertempestade Sandy aconteceu na costa leste, havia cerca de 80 geradores de reserva de células de combustível operando em toda a costa leste. Um deles caiu, é isso. Ele caiu porque ficou submerso por cerca de quatro horas e depois voltou a ficar online.”
Um Corredor da Costa Oeste
À medida que a Califórnia constrói a sua infra-estrutura de hidrogénio, o próximo passo é ligar as principais cidades da costa oeste com estações de hidrogénio disponíveis para permitir que tanto os veículos de passageiros como o tráfego de camiões pesados subam e desçam a costa convenientemente.
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“Eles acabaram de abrir sua primeira estação estadual de hidrogênio no Canadá”, disse Malone à Digital Trends. “Columbia Britânica financiou um estudo e pediu a um grupo de empresas que analisasse a possibilidade de utilizar a sua rede renovável e produzir hidrogénio renovável para exportar para o Japão e a Califórnia. Então você tem a Califórnia e realmente Oregon, Washington precisa se unir porque você não pode fazer um sem o outro.”
Na última década, Califórnia, Oregon, Washington e Colúmbia Britânica comprometeram-se e construíram uma rede de estações de carregamento de veículos elétricos conhecida como Costa Oeste Rodovia Elétrica. Esta rede permite que os VEs viajem por toda a costa oeste, desde a fronteira mexicana até o Canadá. Uma rede de hidrogênio provavelmente teria a mesma aparência.
Os próximos passos
Atualmente, existem dois veículos com célula de combustível à venda na Califórnia. Tanto o Honda Clarity como o Toyota Mirai estão a obter sucesso de vendas em áreas onde existe infra-estrutura de hidrogénio. A Hyundai teve um SUV Tucson com célula de combustível em 2017 e planeja retornar com o Nexo cruzamento em 2019.
“Tóquio está gastando mais de US$ 300 milhões para apresentar essa tecnologia [nos Jogos Olímpicos de 2020].”
“BMW está chegando ao mercado”, disse Malone. “Por volta de 2019, você tem Mercedes-Benz com seu carro com célula de combustível plug-in. Audi está chegando ao mercado com um veículo. Falou sobre uma produção séria. Recentemente, você teve Honda e GM anunciar uma subsidiária conjunta para construir células de combustível em Michigan ou Ohio. Se você olhar para esse anúncio, pelo que me lembro, a GM também falou sobre o fato de que esta é uma unidade de energia e se reservou o direito de usá-la para fins não veiculares ou de transporte.”
Uma vitrine planejada para a energia do hidrogênio são os Jogos Olímpicos de 2020 em Tóquio.
“Tóquio está gastando mais de US$ 300 milhões para apresentar essa tecnologia”, disse Malone. “Estamos falando de milhares de veículos e estações de hidrogênio financiados pela Honda, Toyota e Nissan. Você também terá 100 ônibus e eles vão abastecer a vila dos atletas usando células de combustível estacionárias e hidrogênio.”
Malone tem alguns conselhos para pessoas interessadas na tecnologia, mas que não residem em áreas com um plano ativo de infraestrutura de hidrogênio.
“Vou ser um pouco político aqui”, alertou. “Para quem quer ver veículos com células de combustível em seu estado, é preciso ligar para os legisladores e começar a conversar com eles. Se eles não tiverem as informações, entre em contato comigo e conversarei com esses legisladores e sua equipe.”
É provável que seja muito mais difícil do que simplesmente fazer uma ligação, mas é um começo.
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