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Energia

Eletrificação: onde precisamos chegar e quais os desafios

Texto: Pedro Amaral Jorge | Presidente da APREN; Susana Serôdio e Madalena Lacerda | Membros do Departamento Técnico da APREN

22/06/2020
A eletrificação baseada em fontes renováveis é a abordagem mais económica para alcançar o desafio europeu e nacional para a neutralidade carbónica em 2050.
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Este paradigma significa a conversão da maioria dos usos de energia, nos setores da indústria e dos transportes que usam combustíveis fósseis, para eletricidade renovável. O uso direto de eletricidade renovável é a opção mais custo-eficaz, devendo ser aplicada sempre que disponível transversalmente a todos os setores da economia. Em setores de atividade para os quais os usos finais de energia tornam a eletrificação inviável, deve-se dar primazia ao uso da eletricidade renovável para produzir gases e combustíveis neutros em carbono, como é o caso do hidrogénio verde renovável.

A apresentação do Green Deal pela Comissão Europeia, a 11 de dezembro de 2019, veio reforçar a ambição europeia em matéria de sustentabilidade climática, introduzindo novas iniciativas europeias que permitam atingir a neutralidade carbónica (emissões líquidas de zero carbono) até 2050, como é o caso da estratégia para a integração inteligente dos setores, que vem reunir a geração de eletricidade, aquecimento e arrefecimento e os transportes “em um único sistema”.

Fornecer energia limpa, acessível, segura, armazenável e despachavél é outro objetivo, que vem destacar o papel da eletrificação dos consumos e da produção renovável. A transição para a neutralidade carbónica, em particular, requer uma infraestrutura inteligente, que permita a integração dos diferentes setores. Neste contexto, o quadro regulamentar para as infraestruturas energéticas tem de repensar os seus processos, organização, funções e necessidades de investimento, por forma a implementar tecnologias e infraestrutura inovadoras, redes inteligentes, redes que permitam o transporte e distribuição de hidrogénio e armazenamento sazonal, que assegurem a acoplamento setorial (sector coupling).

Por outro lado, é necessário mobilizar o setor industrial para uma economia descarbonizada na produção e circular na utilização de materiais, e para tal, requer-se que as indústrias Europeias e Nacionais sejam pioneiras do ponto de vista climático e de recursos, desenvolvendo aplicações comerciais de tecnologias inovadoras nos principais setores industriais até 2030. As áreas prioritárias incluem o hidrogénio verde renovável, células de combustível e armazenamento de energia.

PNEC 2030

O Plano Nacional de Energia e Clima de 2030 é nosso primeiro passo rumo a 2050, e apesar da ambiciosa meta que foi estabelecida para a penetração renovável no consumo de eletricidade – a de atingir 80% de renováveis no mix elétrico até 2030 –, os objetivos de incorporação renovável nos setores do aquecimento e arrefecimento (meta estabelecida a 38%), e nos transportes, (20%), ainda ficam muito aquém das necessidades de descarbonização, deixando o ónus do esforço para as próximas décadas. Contudo, com o novo enquadramento do European Green Deal, as disrupções tecnológicas que assistimos, o largo interesse por um variado leque de investidores na economia verde em Portugal e a recente Estratégia Nacional para o Hidrogénio, prevê-se a revisão do PNEC 2030, por forma a incluir uma maior ambição para a integração energética setorial.

Assim, primeiro é necessário olhar para a base da eletrificação e formular políticas que devem buscar uma eletrificação direta usando eletricidade renovável. Segundo, sem enfrentar a redução de emissões nos setores mais intensivos, que incluem uma parte significativa da indústria nacional (cimento, metais e produtos químicos), o transporte rodoviário para serviços pesados, aviação e transporte marítimo, não se pode realizar um planeamento estratégico de longo-prazo das necessidades reais de base para a eletrificação. A descarbonização destes setores assenta sobretudo na eletrificação indireta com energias renováveis, o que exige o dimensionamento de capacidade de energia renovável que dê resposta às vertentes de eletrificação direta e indireta.
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O principal vetor energético para a eletrificação dos setores que requerem maior densidade energética nos seus consumos será o hidrogénio, devido à sua diversidade de usos, podendo ser usado na sua forma pura como transportador de energia ou como gás combustível, pode ser convertido em energia elétrica através de uma célula de combustível, pode servir como matéria-prima para produzir combustível líquido para transporte pesado ou ainda como matéria-prima industrial. Também pode ser combinado com outros produtos para produzir o que chamamos de combustíveis e matérias-primas sintéticas, à base de hidrogénio. Por exemplo, o amoníaco é um derivado do hidrogénio que pode ser usado como produto químico e como combustível.

Atualmente, mais de 95% da produção de hidrogénio é baseada em combustíveis fósseis através do reforming de gás natural e vapor de água. Somente cerca de 4% do suprimento global de hidrogénio é produzido por eletrólise, um processo que separa a molécula de água em átomos de hidrogénio e oxigénio, usando eletricidade. Os eletrolisadores são uma tecnologia madura e comprovada no mercado, no entanto, a metodologia atual do cálculo do custo da  produção de hidrogénio com essa tecnologia leva a resultados em que este pode ser aproximadamente o dobro do que com os combustíveis fósseis, tendência que está a ser contrariada essencialmente por dois motivos: o primeiro, a  rápida descida de preços das tecnologias renováveis, principalmente a solar e a eólica, destacando-se aqui os valores record do leilão de solar em Portugal em 2019, e o segundo,  as economias de escala, que já estão a ser potenciadas pelas necessidades de descarbonização. Devemos fazer o mesmo raciocínio para o custo de produção de hidrogénio verde (LCOH), quer para o custo de geração de eletricidade renovável, eólica ou solar (LCOE). Ou seja, temos de olhar para a curva de redução de LCOE dos últimos dez anos, e prever que o comportamento da curva do LCOH será semelhante.

Atualmente, mais de 95% da produção de hidrogénio é baseada em combustíveis fósseis através do reforming de gás natural e vapor de água

A apresentação da Estratégia Nacional para o Hidrogénio - EN-H2, é um claro posicionamento nacional, indicando que este é o caminho a traçar e que Portugal, pela sua localização geográfica, pela vasta experiência e conhecimento no setor da eletricidade renovável, pela excelência das suas universidades e dos seus recursos humanos na área da engenharia, pela qualidade das empresas no setor metalomecânico (entre outros), pela vantagem competitiva demonstrada nos leilões de capacidade e pelo elevado interesse de investimento dos players do setor renovável, tem de começar a criar alicerces e potenciar o desenvolvimento, no sentido de criar cadeias de valor no setor do hidrogénio para o mercado interno e para exportação.

Não obstante, esta via implica largos desafios na implementação e modernização das políticas existentes relativamente à eletrificação direta, que irão suportar toda a base da descarbonização da economia, e de uma análise da eventual capacidade adicional de geração de eletricidade renovável para produzir as quantidades de hidrogénio necessárias à eletrificação indireta. Sobre este último ponto, e de acordo com a análise da APREN do EN-H2, perspetiva-se a necessidade de uma capacidade renovável adicional de alguns GW, dedicada também à geração de hidrogénio verde via eletrólise, repartidos entre solar e eólica, para além das potências definidas no cenário 2030 do PNEC. Isto requer um esforço complementar e um olhar crítico às barreiras ainda existentes para a implementação de nova capacidade renovável, necessária para se alcançar a neutralidade carbónica.
Neste sentido, é importante ressalvar que esta mudança de paradigma de integração setorial não será promissora sem um grande e rápido trabalho regulatório que promova a expansão da geração de eletricidade renovável, assente num setor competitivo e de geração de valor para a economia nacional. O trabalho regulatório sobre eletrificação direta ainda não foi concluído. São necessários esforços significativos de implementação e revisão, sobretudo no que se refere aos impostos, taxas e tarifas aplicados no uso da eletricidade, tanto do lado da oferta como da procura. O processo de licenciamento enfrenta também sérias dificuldades devido à sua morosidade, burocracia e coordenação entre entidades, desadequação de processos de trabalho e consequente estruturas organizacionais e eventual subdimensionamento de pessoas. Não menos importante, destaca-se que a crescente incorporação de renovável no sistema elétrico vem, por um lado, impor adaptações ao mercado convencional de eletricidade, de forma a que este esteja alinhado com as novas diretrizes europeias, e por outro, vem também exigir um reforço, modernização e expansão da rede elétrica de transporte e distribuição, bem como a sua modernização, para que esta possa acomodar todos os serviços e cadeias de valor resultantes das novas tendências do setor.
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