Células de combustível

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1 Células de combustível A procura de energia no Mundo está a aumentar a um ritmo alarmante. A organização WETO (World Energy Technology and Climate Policy Outlook) prevê um crescimento anual de 1,8 % do consumo de energia primária durante o período Este crescimento da procura é, em grande medida, respondido pelo aumento do consumo de energias fósseis, fontes de emissão de CO2 e de outros poluentes. As reservas de petróleo, gás natural e carvão estão a diminuir, o que se reflete nos preços que atingem no mercado internacional. Hoje em dia, o nível de emissões de CO 2 per capita, nos países em desenvolvimento, é cinco vezes menor que o mesmo nível, nos países industrializados. Está previsto que, em 2030, o nível total de emissões de CO 2, nos países em desenvolvimento, corresponderá a metade das emissões totais de CO 2. Desde a primeira crise do petróleo nos anos 1970, o crescimento económico não tem sido proporcional ao consumo de energia no setor industrial. O mesmo não aconteceu no setor dos transportes, onde o aumento de mobilidade induz um aumento proporcional nos consumos de energia. Os efeitos potenciais da mudança climática são significativos e, mais importante ainda, irreversíveis. A Europa tem que definir como objetivo, um futuro «sem emissões» baseado em fontes energéticas sustentáveis. O hidrogénio, associado às células de combustíveis para a sua conversão, representa uma das vias mais promissoras para a realização deste objetivo. Aplicações potenciais As células de combustível serão utilizadas em inúmeras aplicações, das muito pequenas (alimentação de telefones móveis e computadores portáteis), às maiores Página 1 de 5

2 (carros, autocarros, barcos, fornecimento de eletricidade a todo o tipo de edifícios, residenciais etc..., e no setor industrial). As células de combustível permitem uma grande flexibilidade entre produção centralizada e descentralizada de energia. Permitem uma grande adequação às necessidades da população (fornecimento de energia em ilhas e locais remotos) e asseguram uma qualidade constante de fornecimento de energia. A possibilidade de armazenar hidrogénio mais facilmente do que a eletricidade vai igualmente acrescentar flexibilidade à utilização das energias renováveis, cuja disponibilidade é muito irregular (necessidade de sol, vento para a produção de eletricidade). Produção de hidrogénio O hidrogénio não é uma fonte de energia primária como o carvão ou o gás natural. É um transportador de energia. Inicialmente será produzido recorrendo a diversas energias fósseis. A longo prazo, as energias renováveis (e a energia nuclear, de acordo com a vontade da França) poderão ser a fonte mais importante de produção de hidrogénio. Produzir hidrogénio em grandes quantidades pode tornar-se muito difícil, após a primeira fase de demonstração. Se o custo e segurança de abastecimento são considerados fatores predominantes, então, a gaseificação do carvão, com sequestração do CO 2, pode interessar a grande parte das nações europeias. Se a vontade política for a de dar prioridade às energias renováveis, então a biomassa, a energia solar, a energia eólica e a energia das ondas serão as opções viáveis, consoante as regiões e recursos existentes. Algumas fontes energéticas podem ser utilizadas diretamente para produzir H2 (carvão, gás natural, biomassa e solar térmico), enquanto outras podem produzir energia elétrica, que serve para produzir H2 através do processo de eletrólise (fotovoltaico, hídrica, eólico, nuclear). Página 2 de 5

3 Benefícios Os benefícios do hidrogénio e das células de combustível são vários, mas só se tornarão totalmente visíveis quando o seu uso for generalizado. Entre eles podemos distinguir: A utilização do hidrogénio e das células de combustível não tem emissões de CO2, CO nem Nox e SO2; A produção de hidrogénio abre caminho a muitas fontes de energia primária (energias fósseis, energias renováveis e energia nuclear), pelo que o seu preço de venda tem condições para ser muito mais estável do que o do petróleo e gás natural, cujos recursos são controlados por um pequeno número de países; A produção de hidrogénio pode ser feita em qualquer região da Europa, consoante os recursos endógenos. Em termos de impacto ambiental, o quadro a seguir demonstra o efeito potencial resultante da introdução de veículos com células de combustível. Quadro 1: Impacto potencial nas emissões de CO 2 Ano % de carros novos com células de combustível % de carros com células de combustível no Emissões de CO 2 evitadas (milhões de ton) parque automóvel Fonte: relatório da Comissão Europeia «Hydrogen Energy and Fuel Cells: a vision of our future» Página 3 de 5

4 Esforços atuais no desenvolvimento da tecnologia de célula de Combustível Nos Estados Unidos da América e no Japão, a produção de hidrogénio e as células de combustível são considerados como sendo uma «tecnologia chave» para o século XXI. Existe desde já um forte investimento e uma atividade industrial intensa à volta do hidrogénio e das células de combustível nestes dois países. Se a União Europeia quiser competir e tornar-se um ator líder neste setor terá que intensificar os seus esforços e criar um ambiente favorável ao desenvolvimento deste negócio. Nos EUA foi lançado um programa governamental de desenvolvimento destas tecnologias, com um orçamento de milhões de dólares para os próximos cinco anos. Este orçamento é seis vezes maior do que o orçamento que a Comissão Europeia prevê gastar para estas tecnologias no âmbito do 6th Framework Programme. No Japão, só em 2002, o orçamento para este setor totalizou 240 milhões de dólares. Foram montadas seis estações de abastecimento de hidrogénio em Tóquio e Yokohama, em 2002 e Os Japoneses anunciaram metas de comercialização de veículos com células de combustível em 2010 e de 5 milhões em Anunciaram igualmente o objetivo de uma capacidade instalada fixa (produção centralizada e descentralizada) de MW em 2010 e MW em Estratégia prevista de penetração no mercado Hoje em dia, o hidrogénio e as células de combustível não oferecem vantagens suficientes que justifiquem o seu custo mais elevado, comparativamente às tecnologias existentes. A definição de uma estratégia de desenvolvimento passa pela identificação de nichos de mercado que justifiquem uma produção em massa que permita reduzir os custos de produção e tornar esta tecnologia competitiva. A intervenção dos Governos será sempre necessária, no sentido de acelerar a adoção desta tecnologia e antecipar os benefícios a longo prazo decorrentes da sua utilização. Página 4 de 5

5 As células de combustível fixas já estão a ser introduzidas em alguns nichos de mercado específicos. Numa primeira fase irão funcionar com gás natural, até o hidrogénio se tornar disponível em grande escala. De referir aqui, que existe a possibilidade de misturar o hidrogénio com o gás natural na distribuição em gasodutos. As células de combustível serão igualmente introduzidas para aplicações portáteis (telemóveis, computadores) e sistemas de eletrificação de locais remotos e nestes casos, poderão vir a utilizar biocombustíveis ou combustíveis sintéticos. Veículos com células de combustível ainda estão numa fase de desenvolvimento précomercial. Uma das primeiras aplicações das células de combustível poderia ser o fornecimento de energia auxiliar para refrigeração em camiões de transporte de comida, autocarros e veículos de luxo. A aplicação de células de combustível em equipamentos militares poderia contribuir para uma redução dos custos e uma penetração mais rápida do mercado civil. Durante e depois da fase de transição, as células de combustível irão competir com tecnologias eficientes e limpas, tais como veículos híbridos. No setor dos transportes, terá que ser implementada uma rede extensa de estações de abastecimento de hidrogénio para que os consumidores adotem esta tecnologia. Serão necessários investimentos estimados em centenas de biliões de Euros para criar esta infraestrutura dedicada ao abastecimento dos veículos com hidrogénio. Este é um dos maiores obstáculos para a sua comercialização. A rede existente de distribuição de hidrogénio para a indústria (de cerca de 1100 km) poderá ser utilizada numa primeira fase. De referir igualmente que o hidrogénio líquido é frequentemente transportado em camiões. Esta capacidade de abastecimento poderá ser aumentada, de modo a cobrir as necessidades, até a frota total de veículos com células de combustível chegar a representar 5 % do parque automóvel. O hidrogénio poderá também ser misturado com gás natural para o seu transporte em gasodutos existentes. Para facilitar a adoção das células de combustível, poderão ser instalados equipamentos de conversão («reformers») de modo a aproveitar a rede de abastecimento existente (gasolina e gasóleo). Página 5 de 5