Como a energia eólica offshore para hidrogênio poderia ajudar a suprir a demanda de energia limpa da Europa
O uso de energia eólica offshore para produção de hidrogênio pode suprir a demanda de energia limpa na Europa.
O hidrogênio está sendo aclamado como, se não uma bala de prata, pelo menos um componente crucial para a descarbonização das fontes de energia do mundo. E não é à toa – quando queimado, o hidrogênio produz zero emissões de gases de efeito estufa. No entanto, a transição para uma economia de hidrogênio renovável deve primeiro superar uma lista não insignificante de desafios.
O chamado hidrogênio verde, produzido por meio da eletrólise da água utilizando energia renovável, representa atualmente apenas cerca de 1% da produção global. Também é cerca de três vezes mais caro do que seu equivalente cinza, produzido a partir de fontes de combustíveis fósseis.
Uma das principais peças do quebra-cabeça para a expansão do hidrogênio verde é o acesso a vastas quantidades de energia renovável e água. Surge, então, a energia eólica totalmente offshore para produção de hidrogênio, onde turbinas eólicas flutuantes de alta capacidade são conectadas a eletrolisadores que utilizam água do mar.
“O que é complexo e caro no implante de um site offshore é, na verdade, converter a energia no mar e trazê-la por meio de um cabo até a costa”, diz Stéphane Le Berre, gerente de projetos offshore da produtora de hidrogênio renovável Lhyfe, à TNW, acrescentando que, para os últimos projetos em grande escala, essa parte sozinha chega a bilhões de euros.
“Uma solução para os desenvolvedores de parques eólicos offshore para suprimir a necessidade de subestações elétricas caras e cabos é substituí-los por uma planta de produção de hidrogênio, que converte a eletricidade em hidrogênio”, afirma Le Berre. O hidrogênio pode então ser transportado por meio de um gasoduto – já em abundância no Mar do Norte, cortesia da indústria de petróleo e gás.
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Em busca do status de “unicórnio” verde (hidrogênio)
Fundada por seis pessoas em 2017 por Matthieu Guesné, a Lhyfe, sediada em Nantes, emprega atualmente 200 pessoas e está presente em 16 países. Ela atraiu cerca de €80 milhões em financiamento e diz que sua missão é se tornar um “unicórnio verde”. Em vez de medir seu status em valor de avaliação, ela espera alcançar um bilhão de toneladas de emissões de CO2 evitadas. O local em terra da Lhyfe em Bouin, em funcionamento desde H2 2021, atualmente produz 300 kg de hidrogênio verde por dia. Um quilo de hidrogênio é equivalente em energia a um galão (3,78 litros) de gasolina, que produz um pouco mais de 9 kg de CO2 quando queimado.
Que a Lhyfe se tornasse uma produtora de hidrogênio foi quase que um efeito colateral. Na verdade, isso aconteceu em parte motivado por abordar outro aspecto do aquecimento global – a depleção de oxigênio dos oceanos.
Ao produzir um quilo de hidrogênio por meio da eletrólise, também se libera oito quilos de oxigênio como subproduto. A Lhyfe tem a intenção de bombear esse oxigênio de volta para o mar, para potencialmente ajudar a restaurar o equilíbrio dos ecossistemas marinhos perturbados pelas mudanças climáticas.
Primeiro projeto piloto de energia eólica para hidrogênio offshore do mundo
Em setembro do ano passado, a Lhyfe inaugurou o primeiro site piloto de produção de hidrogênio renovável offshore do mundo. Em junho, a empresa anunciou que o projeto demonstrador de 1MW, chamado Sealhyfe, havia produzido seus primeiros quilos de hidrogênio verde. (A estatal chinesa Donfang Electric pode ter vencido a Lhyfe na produção real por algumas semanas.)
O Sealhyfe está localizado a aproximadamente 20 km da costa de Le Croisic, na França. Hoje ele produz meia tonelada de hidrogênio por dia. Ele está conectado à estação de energia SEM-REV – o primeiro parque eólico flutuante europeu e local para testes offshore de múltiplas tecnologias.
A SEM-REV possui um hub subaquático, que é como um grande bloco com quatro tomadas. Uma delas é usada para conectar a turbina eólica da SEM-REV, e outra para o cabo que conecta o local à rede em terra. Isso deixa duas tomadas muito cobiçadas disponíveis para projetos de demonstração, uma das quais agora permite que a plataforma Sealhyfe extraia eletricidade diretamente da turbina eólica.
O eletrólito do Sealhyfe fica em uma plataforma flutuante, projetada para estabilizar a unidade de produção no mar, e utiliza água dessalinizada para a eletrólise. Um quilo de hidrogênio verde requer nove litros de água, e com a escassez de água potável projetada para aumentar significativamente nas próximas décadas, este é um dos principais argumentos para localizar os sites de produção próximos ou no mar.
A Lhyfe tem até maio do próximo ano antes de precisar se desconectar do hub SEM-REV. Até lá, ela espera provar não apenas que a tecnologia funciona, mas também que ela pode resistir às condições adversas do Oceano Atlântico no inverno.
Hydrogen HOPE
Lições do Sealhyfe informarão projetos futuros offshore. Isso inclui o projeto HOPE de 10MW em escala sem precedentes, coordenado pela Lhyfe junto a outros oito parceiros. O programa European Clean HydrogenPartnership selecionou o projeto para uma bolsa de €20 milhões.
O HOPE produzirá até quatro toneladas de hidrogênio verde por dia. A intenção é tê-lo operando na costa da Bélgica em 2026. Até 2030, a Lhyfe pretende multiplicar vários projetos de 10MW para uma capacidade total de 100MW.
Em toda a Europa, vários outros projetos de produção de hidrogênio a partir de energia eólica no mar estão começando a se desenvolver. Um deles é o H2Mare, liderado por um grupo de parceiros da indústria e acadêmicos, liderados pela Siemens Energy e Siemens Gamesa, a divisão de turbinas eólicas da empresa de energia.
“Os locais offshore poderiam possibilitar que regiões densamente povoadas como a Europa e o Japão gerem pelo menos parte de seu hidrogênio próximo aos centros de demanda costeiros, reduzindo assim os custos de transporte”, diz o coordenador do projeto H2Mare e gerente de programa para hidrogênio offshore da Siemens Energy, Mathias Mueller. “Além disso, as velocidades do vento são geralmente mais altas e estáveis no mar, permitindo uma produção mais consistente”.
A Siemens investiu €120 milhões no projeto, que não instalará um sistema offshore em escala completa, mas sim uma plataforma de teste em uma balsa no mar aberto, juntamente com uma configuração de teste em terra do sistema de eletrólise. Ele tentará provar a viabilidade financeira e a melhor configuração para a produção de hidrogênio a partir de energia eólica no mar.
Sábia por não ficar para trás nas baterias, a Europa não está dormindo no que diz respeito ao hidrogênio
O Ministério Federal de Educação e Pesquisa da Alemanha escolheu o H2Mare como um dos três projetos de hidrogênio de destaque, premiados com um total de €700 milhões. Como parte dos planos da Alemanha de gerar 30MW de energia eólica offshore em 2030, o governo reservou uma área no Mar do Norte para a produção de hidrogênio verde com capacidade de até 1GW.
No entanto, a indústria não está satisfeita com as ambições. Em maio, um grupo formado por BP, Siemens Gamesa, RWE e Lhyfe assinou um apelo ao governo alemão, pedindo que seja adicionada uma meta adicional de produção de hidrogênio offshore de 10GW até 2035 ao plano nacional de estratégia e desenvolvimento de áreas.
O governo holandês também está impulsionando a agenda do hidrogênio no mar. Em março deste ano, ele designou uma área localizada no norte do país, próxima às Ilhas Wadden, para um projeto de produção de hidrogênio a partir de energia eólica de 500MW. Como etapa inicial, será desenvolvido um projeto piloto menor com capacidade de eletrólise entre 50MW e 100MW.
“Acredito que a Europa foi inteligente o suficiente para apostar no hidrogênio e apoiá-lo cedo o suficiente. Porque eles aprenderam com o que aconteceu com as baterias na China, e, é claro, tudo o que a Europa tentou fazer com as baterias estava anos atrasado em relação à China”, diz Le Berre. “Agora, a Europa colocou as coisas no lugar para que estejamos no prazo, e possamos realmente competir de forma eficiente, econômica e tecnológica em relação à China”.
Com o RePowerEU, a Comissão Europeia estabeleceu metas para produzir 10 milhões de toneladas de hidrogênio verde até 2030 e prevê que o hidrogênio, tanto nacional quanto importado, possa representar 14% de sua matriz energética até 2050.
Para apoiar esse objetivo, pretende mobilizar €372 bilhões por meio do programa InvestEU até 2027. Para as startups europeias que constroem eletrolisadores ou criam demanda desenvolvendo aviões e carros movidos a hidrogênio, esse tipo de apoio da indústria pode impulsioná-los e nos levar a um futuro com uma queima mais limpa.
