Introdução

A recuperação económica após a COVID-19 levou a mudanças na dinâmica do sector energético e desencadeou picos de preços de matérias-primas como o petróleo, o gás, entre outros. O conflito em curso entre a Rússia e a Ucrânia levou a perturbações na cadeia de abastecimento e a aumentos ainda maiores dos preços da energia e a preocupações com a segurança energética entre os países. No entanto, este desafio abriu a porta para o mundo avançar para fontes de energia limpas, sustentáveis ​​e de baixo carbono, hidrogénio e outras fontes de energia renováveis, para garantir as suas necessidades energéticas e ser independente em termos de dependência da necessidade de importar energia.

Outro aspecto da rápida mudança no panorama energético poderá ser a necessidade crescente de descarbonizar os sectores devido ao cenário das alterações climáticas. Os governos e as empresas concentram-se em metas rigorosas de descarbonização para cumprir a meta de emissões líquidas zero. No futuro, prevê-se que o cabaz energético mude para energias renováveis ​​e energias limpas como o hidrogénio. Até 2050, prevê-se que a procura de eletricidade triplique, esperando-se que o hidrogénio e os combustíveis à base de hidrogénio aumentem a sua quota de mercado devido ao aumento da procura e à descarbonização.

Prevê-se que a procura global de energia aumente entre 25% e 30% até 2040. As economias dependentes do carvão e dos combustíveis fósseis emitirão mais CO2, agravando a situação das alterações climáticas. Mas a descarbonização do planeta sugere um cenário diferente até 2050, onde a energia será mais sustentável, acessível e eficiente, impulsionada por energias limpas como o Hidrogénio Verde.

Tipos de hidrogênio

A classificação do hidrogênio pode variar dependendo dos métodos de produção, resultando em categorias como cinza, azul, verde e, ocasionalmente, cores não convencionais, como rosa, amarelo ou turquesa. No entanto, é importante notar que as convenções de nomenclatura específicas podem diferir entre países e podem evoluir ao longo do tempo.

O hidrogénio verde destaca-se como o único tipo de hidrogénio produzido através de meios neutros para o clima, tornando-o um interveniente crucial nos esforços globais para alcançar uma meta de emissões líquidas zero até 2050.

O que é o hidrogênio verde, como ele é armazenado e os desafios associados ao hidrogênio verde?

O hidrogénio verde refere-se ao hidrogénio obtido sem a geração de emissões poluentes, significando a sua sustentabilidade. É considerado um vetor energético fundamental na prossecução da descarbonização global e no cumprimento dos compromissos estabelecidos para 2050 para combater as alterações climáticas. O Hidrogênio Verde atualmente representa cerca de0,1% da produção total de hidrogênio, mas espera-se que este valor aumente à medida que os custos das energias renováveis ​​continuam a cair.

O hidrogênio é obtido através de um processo de eletrólise que separa o hidrogênio e o oxigênio na água. O termo hidrogénio verde significa que a eletricidade utilizada para alimentar o forno elétrico de arco para o processo de eletrólise provém de fontes 100% renováveis, como eólica ou solar, etc.

O hidrogênio pode ser armazenado fisicamente na forma de gás ou líquido. O armazenamento de hidrogênio como gás geralmente requer tanques de alta pressão, com pressões de tanque variando de 350 a 700 bar (5.000 a 10.000 psi). Por outro lado, o armazenamento de hidrogénio como líquido exige temperaturas criogénicas, uma vez que o seu ponto de ebulição à pressão atmosférica é de -252,8°C. Outro método de armazenamento de hidrogênio envolve sua adsorção nas superfícies dos sólidos ou absorção dentro dos sólidos.

Saiba mais sobre o armazenamento de hidrogênio em-https://www.databridgemarketresearch.com/pt/reports/global-green-hydrogen-market

Existem alguns desafios associados à produção de hidrogénio verde. O maior desafio é que os eletrolisadores usados ​​para produzir hidrogénio são escassos no momento e a maior parte das energias renováveis ​​ainda tem um preço significativo. Em comparação com os processos de produção tradicionais, a eletrólise é cara e o mercado de eletrolisadores ainda é compacto.

Importância do Hidrogénio Verde na Transição Energética

A promoção do hidrogénio verde é da maior importância para cumprir os compromissos climáticos definidos no Acordo de Paris e responder à necessidade urgente de metas de emissões zero em resposta à emergência climática. Na Europa, já estão em curso iniciativas em toda a cadeia de valor do hidrogénio. Estas incluem o desenvolvimento de eletrolisadores mais competitivos, o estabelecimento de uma rede de transporte eficiente e a implantação de infraestruturas de hidrogénio para apoiar o transporte rodoviário.

De acordo com um relatório da Agência Internacional de Energias Renováveis ​​(IRENA), existe um potencial de redução significativa de custos nas instalações de hidrogénio, variando entre 40% e 80% a longo prazo. Isto, combinado com o declínio previsto nos preços das energias renováveis, indica que o hidrogénio verde tem potencial para se tornar economicamente viável e rentável até 2030.

O surgimento do hidrogênio verde

Até 2050, o hidrogénio verde terá potencial para satisfazer cerca de 25% das necessidades energéticas mundiais e emergir como um mercado com um valor endereçável de 10 biliões de dólares. Os investimentos em hidrogénio verde estão a disparar entre importantes empresas de petróleo e gás. A Europa planeia fazer do hidrogénio uma parte importante do seu altamente valioso Pacote do Acordo Verde.

Em 2020, a procura de hidrogénio atingiu uma estimativa de 87 milhões de toneladas métricas (TM), e prevê-se que testemunhe um crescimento substancial, atingindo um intervalo de 500-680 milhões de TM até 2050. O mercado de produção de hidrogénio, avaliado em 130 mil milhões de dólares a partir de 2020 até 2021, deverá registar uma taxa de crescimento anual constante de até 9,2% até 2030. No entanto, existe um obstáculo significativo: a esmagadora maioria (mais de 95%) da produção actual de hidrogénio depende de combustíveis fósseis, sendo apenas considerada uma parte mínima. "verde". Aproximadamente 6% do gás natural global e 2% do carvão global contribuem para a produção de hidrogénio.

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As tecnologias de produção de hidrogénio verde estão a registar um ressurgimento do interesse devido à crescente gama de aplicações em vários setores. Estes sectores abrangem a geração de energia, processos de fabrico em indústrias como a siderurgia e a produção de cimento, células de combustível para veículos eléctricos, transporte pesado como o transporte marítimo, produção de amoníaco verde para fertilizantes, produtos de limpeza, refrigeração e estabilização da rede eléctrica.

Perspectivas de produção e demanda por hidrogênio verde

O passo crucial de expansão da produção de hidrogénio verde é indispensável para ajudar as economias globais a atingir zero emissões líquidas até 2050 e a reduzir o aumento das temperaturas globais para 1,5°C. Até 2023, prevê-se que os investimentos anuais na produção de hidrogénio verde ultrapassem mil milhões de dólares. Esta tendência é impulsionada pela diminuição dos custos das energias renováveis ​​e da tecnologia de electrolisadores, juntamente com a implementação de políticas de apoio por parte dos governos. Notavelmente, já existe um pipeline substancial de 23 GW em projetos de eletrólise, representando um aumento significativo em relação à capacidade atual de apenas 82 MW.

Apesar das capacidades crescentes dos actuais projectos de hidrogénio em construção e em operação, estes permanecem principalmente na fase pré-comercial e possuem capacidades de electrolisador limitadas, normalmente abaixo de 50 MW. Em contraste, as centrais propostas demonstram maiores capacidades de eletrolisadores de 100 MW ou mais, embora ainda sejam insignificantes em comparação com a escala das instalações de produção de hidrogénio cinzento existentes. Além disso, o desenvolvimento de infraestruturas para apoiar a utilização extensiva de hidrogénio, como oleodutos ou terminais de importação/exportação, é um processo demorado que pode levar vários anos. Idealmente, o estabelecimento das infraestruturas necessárias deveria ocorrer simultaneamente com a crescente procura de hidrogénio, garantindo a sua relação custo-eficácia e facilitando o comércio e o transporte adequados de hidrogénio até 2030. Os cenários de média e alta ambição prevêem um aumento na procura de hidrogénio a partir de 2030, seguido por outro aumento significativo a partir de 2035. Para alinhar com as metas estabelecidas no Acordo de Paris, é imperativo iniciar o planeamento de infraestruturas sem demora.

Após 2035, a adopção do hidrogénio em sectores economicamente desafiantes, como a aviação e as indústrias marítimas, poderá ser impulsionada por compromissos tanto do sector privado como do público. Espera-se que estes sectores adotem combustíveis derivados do hidrogénio, como o querosene sintético e o amoníaco, como alternativas viáveis. Até 2035, prevê-se que a composição da oferta de hidrogénio sofra uma transformação significativa. A proporção de hidrogénio cinzento, que atualmente representa quase 100% do fornecimento, deverá diminuir para 55%-60%%. A diminuição dos custos e a posição de apoio dos decisores políticos à adopção da tecnologia do hidrogénio impulsionam esta mudança. Como resultado, espera-se que métodos de produção limpos ganhem destaque no setor do hidrogénio.

A maior parte da procura de hidrogénio será proveniente dos transportes e de novas utilizações industriais até 2035. Mas, para além de 2035, prevê-se que o hidrogénio aumente em todos os sectores da economia energética.

Alguns dos principais facilitadores que podem ser necessários para apoiar o desenvolvimento da economia do hidrogénio podem ser:

Custos e preços do hidrogênio

Atualmente, a produção de hidrogénio a partir de fontes de energia com baixo teor de carbono incorre em custos substanciais. No entanto, de acordo com uma análise realizada pela Agência Internacional de Energia (AIE), prevê-se que o custo de produção de hidrogénio a partir de electricidade renovável diminua 30% até 2030. Esta redução pode ser atribuída à diminuição dos custos das tecnologias de energia renovável e ao aumento escala de produção de hidrogênio. Além disso, a produção em massa tem o potencial de beneficiar as células de combustível, os equipamentos de reabastecimento e os eletrolisadores, que são componentes cruciais na produção e utilização do hidrogénio gerado a partir da eletricidade e da água.

O custo médio de produção do Hidrogênio Verde atualmente é de cerca de US$ 6/Kg, mas até 2030 espera-se que diminua em US$ 2,3/Kg. Prevê-se que o CAPEX aumente 30% até 2030, devido às metas de descarbonização. Alguns especialistas propuseram que a produção de hidrogénio verde poderia servir como um meio de utilizar a capacidade excedentária de energia renovável dos principais centros de produção, como os parques eólicos offshore da Europa. No entanto, devido aos custos persistentemente elevados associados aos electrolisadores, levantam-se dúvidas sobre se os promotores de projectos de hidrogénio verde estariam dispostos a manter os seus electrolisadores inactivos até que os preços das energias renováveis ​​atinjam um limiar específico.

Uma abordagem mais provável, que já está a ser contemplada por empresas como a Lightsource BP e a Shell, envolve a construção de instalações dedicadas à produção de hidrogénio verde em regiões abundantes em recursos energéticos renováveis. Estas instalações seriam integradas com ativos dedicados à produção de energia renovável, garantindo uma fonte de energia renovável consistente e fiável para a produção de hidrogénio verde.

Aplicações do Hidrogênio Verde

Hidrogênio Verde na Indústria Pesada-O hidrogênio é matéria-prima fundamental em diversas indústrias. No setor químico, é utilizado para produzir amônia e fertilizantes. A indústria petroquímica depende do hidrogênio para o refino do petróleo, enquanto a metalurgia o utiliza para obter aço.

No entanto, a utilização de hidrogénio nestas indústrias conduz a emissões substanciais de dióxido de carbono. Por exemplo, só a produção de aço contribui para 6 a 7% das emissões globais de CO₂, ultrapassando em duas a três vezes as emissões de todo o setor da aviação mundial. Um passo importante para responder à necessidade premente de descarbonização nestas indústrias seria a adoção do hidrogénio verde como matéria-prima. Ao fazê-lo, torna-se possível produzir aço isento de emissões, marcando um marco significativo nos esforços urgentes de descarbonização necessários nestes setores.

Hidrogênio Verde para Armazenamento de Energia-O hidrogénio verde possui potencial para funcionar como solução de armazenamento de energia, comparável às reservas estratégicas de petróleo ou gás natural que utilizamos atualmente. Ao aproveitar o seu volume substancial e a sua vida útil prolongada, podemos estabelecer reservas de hidrogénio renovável para reforçar a estabilidade e a fiabilidade da rede eléctrica.

Hidrogênio Verde como Combustível A utilização do hidrogénio verde como combustível desempenhará um papel crucial na descarbonização do setor dos transportes, particularmente no transporte aéreo e de longo curso. Normalmente, o transporte marítimo depende de combustíveis baratos, mas altamente poluentes. No entanto, o hidrogénio verde constitui uma alternativa fundamental para navios de longo curso, oferecendo uma solução convincente para reduzir as emissões. Na indústria da aviação, o hidrogénio verde pode servir de base para combustíveis sintéticos que mitigam significativamente as emissões neste setor. Além disso, a sua importância estende-se a outros modos de transporte, como o transporte ferroviário e rodoviário pesado, onde o hidrogénio verde será essencial na promoção de práticas sustentáveis ​​e amigas do ambiente.

Hidrogênio Verde para Uso Doméstico- O hidrogénio verde possui a capacidade única de atingir temperaturas que são difíceis de alcançar através de outros processos limpos. Consequentemente, uma das aplicações mais promissoras do hidrogénio verde reside na sua utilização para geração de eletricidade e aquecimento residencial.

Perspectiva Global do Hidrogênio

A utilização regional do hidrogénio apresentará variações significativas, influenciadas principalmente por considerações políticas. A Europa lidera, prevendo-se que o hidrogénio represente 11% do cabaz energético até 2050, devido à implementação de políticas facilitadoras que promovam tanto a expansão da produção de hidrogénio como a sua utilização. Na região do Pacífico da OCDE, prevê-se que o hidrogénio represente 8% do cabaz energético até 2050, apoiado por estratégias, metas e iniciativas de financiamento que se centram no lado da oferta.

Da mesma forma, a América do Norte pretende que o hidrogénio represente 7% do seu cabaz energético, embora tenha preços de carbono comparativamente mais baixos e metas e políticas menos definitivas. A Grande China segue de perto com uma meta de 6% de hidrogénio no cabaz energético. Nomeadamente, a Grande China forneceu recentemente mais clareza sobre os mecanismos de financiamento e as perspectivas do hidrogénio até 2035, acompanhada pelo estabelecimento de um regime nacional crescente de comércio de emissões. Prevê-se que estas quatro regiões consumam aproximadamente dois terços da procura global de hidrogénio para energia até 2050.

Drivers para Hidrogênio Verde

No passado, o hidrogénio atraiu atenção significativa em múltiplas ondas de interesse. Estas ondas foram motivadas principalmente por factores como choques nos preços do petróleo, apreensões relativamente ao pico da procura de petróleo, preocupações sobre a poluição atmosférica e explorações na investigação de combustíveis alternativos. Ao servir como um transportador de energia adicional com cadeias de abastecimento, produtores e mercados distintos, o hidrogénio tem o potencial de contribuir para a segurança energética. Esta diversificação do mix energético pode aumentar a resiliência global do sistema.

Alguns dos principais impulsionadores do hidrogênio verde incluem-

Desafios para o Hidrogênio Verde

Vários obstáculos aplicam-se a todas as formas de hidrogénio, independentemente dos seus métodos de produção. Estas barreiras abrangem a ausência de infra-estruturas especializadas, tais como instalações de transporte e armazenamento. Além disso, os desafios específicos dizem respeito predominantemente à fase de produção de hidrogénio verde através da eletrólise. Estes desafios incluem perdas de energia, reconhecimento insuficiente do seu valor, dificuldades em garantir a sustentabilidade e elevados custos de produção.

Desenvolvimentos Recentes e Projetos Chave de Hidrogênio Verde

Qual é o caminho a seguir para o hidrogênio verde?

Há um interesse global crescente no hidrogénio verde como uma solução crítica para alcançar uma transição energética rumo a zero ou emissões líquidas zero. Ao contrário dos períodos anteriores de interesse no hidrogénio, esta nova onda centra-se principalmente no estabelecimento de uma ligação entre a eletricidade renovável e as aplicações difíceis de eletrificar.

Vários fatores contribuem para o impulso crescente da adoção do hidrogénio verde, incluindo:

Apesar do crescente interesse no hidrogénio verde, várias barreiras impedem o seu potencial na condução da transição energética. O principal desafio reside no custo comparativamente elevado do hidrogénio verde em comparação com o hidrogénio cinzento e as alternativas de combustíveis fósseis. Barreiras adicionais incluem a falta de infra-estruturas específicas, o reconhecimento inadequado do seu valor em termos de redução das emissões de gases com efeito de estufa e obstáculos associados ao desenvolvimento de uma indústria emergente.

Embora o sector do hidrogénio tenha recebido a atenção do governo, é crucial um maior apoio político dedicado para garantir a prontidão, a penetração e o crescimento da tecnologia no mercado. As estratégias nacionais para o hidrogénio desempenham um papel vital na definição do nível de ambição de um país em relação ao hidrogénio e na definição do apoio necessário para atingir esses objetivos. Estas estratégias servem de ponto de referência para os intervenientes do sector privado na indústria do hidrogénio, estimulando o aumento do financiamento e do investimento. Estratégias nacionais eficazes devem fornecer um roteiro claro para aumentar a adopção do hidrogénio.

As políticas facilitadoras abrangem medidas que abrangem toda a economia e que visam criar um ambiente justo e equitativo tanto para o hidrogénio como para os combustíveis fósseis. Estas políticas destinam-se a permitir que os intervenientes no domínio do hidrogénio contribuam com valor para o sistema energético e para os sistemas económicos e sociais mais amplos. Ao implementar tais políticas, o objetivo é estabelecer condições de concorrência equitativas que apoiem a integração do hidrogénio em vários setores e promovam os seus benefícios holísticos.


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