Como um laboratório de hidrogênio está ajudando a alimentar a mudança de energia verde da Espanha

Com ondas de calor recorde, incêndios florestais e inundações, a Espanha está experimentando os impactos das mudanças climáticas em primeira mão-ressaltando a necessidade urgente de uma transição para sistemas de energia mais limpos e mais sustentáveis. O poder de hidrogênio verde, produzido a partir de fontes de energia renovável, como eólica e solar, emergiu como uma solução promissora na mudança global dos combustíveis fósseis, e a localização estratégica da Espanha na Península Ibérica torna um forte candidato a liderar essa transição.

Nature Spotlight: Espanha

A região experimenta o maior número de horas do sol e algumas das maiores velocidades do vento da Europa, tornando-a uma base ideal para a produção de energia renovável necessária para gerar energia de hidrogênio. Por esses motivos, os líderes do país estabeleceram metas ambiciosas para a implantação de hidrogênio renovável, com o objetivo de usar sua rede de vales de hidrogênio verde – várias iniciativas focadas na produção, armazenamento e transporte de hidrogênio – para atingir uma capacidade de eletrolisador de 4 gigawatts até 2030.

Soler Turu, vice -diretor do centro específico de hidrogênio da Universidade Politécnica da Catalunha (UPC) em Barcelona, ​​Espanha, pensa que isso pode ser feito. Seu trabalho, que envolve a investigação da produção e transformação do hidrogênio como uma opção de energia sustentável, lhe deu uma visão de seu futuro e ele descreve as oportunidades e desafios no setor.

Por que a tecnologia de hidrogênio é importante para a Espanha?

Não há dúvida de que as mudanças climáticas já estão causando temperaturas mais altas e clima extremo nessa região: no ano passado, a Catalunha experimentou sua pior seca registrada. Os líderes do país sabem que devem mudar de combustíveis fósseis para tecnologias verdes, como a energia de hidrogênio. O custo dos impactos da mudança climática está aumentando, mas ainda é possível alterar a trajetória.

A energia de hidrogênio é feita dividindo a água em hidrogênio e oxigênio usando eletricidade, um processo chamado eletrólise. O hidrogênio ‘verde’ é produzido a partir de fontes renováveis, como energia solar ou eólica, sem produzir poluição ou emissões de carbono e, diferentemente da energia solar ou do vento, pode ser armazenado facilmente. É uma alternativa limpa ao gás, carvão e diesel e é versátil: você pode usá -lo para gerar eletricidade, como matéria -prima ou até queimar para aquecer casas. Mas o hidrogênio verde é um portador de energia, não uma fonte-a expansão da produção do hidrogênio exigirá mais infraestrutura de energia renovável, que incluirá a construção de mais painéis solares e turbinas eólicas na península ibérica.

Que trabalho você está fazendo com o Laboratório de Hidrogênio da UPC?

Em 2021, meu grupo de pesquisa recebeu financiamento para desenvolver um ‘laboratório vivo’-integrando pesquisas e inovações práticas do mundo real entre academia e indústria-para pesquisas sobre a produção, armazenamento e uso de hidrogênio. O hidrogênio e a eletricidade utilizados no laboratório para experimentos como testes de células de combustível são produzidos de forma sustentável, no teto de nosso edifício: temos nossa própria micrograda, consistindo em 24 painéis solares e 6 eletrolisadores, o que nos permite produzir 6 kilogramas de hidrogênio por dia. Também podemos armazenar até 16 kg a qualquer momento, o que é suficiente para alimentar nossa pesquisa o dia todo, bem como as atividades de treinamento e colaborações do setor em que hospedamos no local.

O laboratório também possui uma câmara de teste ambiental de três metros, na qual podemos ajustar a umidade relativa e a temperatura para testar coisas como células de combustível. São dispositivos que convertem gás hidrogênio em eletricidade para alimentar um motor elétrico e podem ser usados ​​para veículos maiores, como um ônibus ou um caminhão. A câmara de teste é capaz de imitar temperaturas extremas (40-80 ° C), com uma potência máxima de 100 quilowatts, o que significa que o dispositivo será seguro e eficiente em condições do mundo real-mesmo durante um inverno finlandês ou um verão marroquino.

Um dos nossos projetos mais emocionantes é o governo catalão para transformar um dos aeroportos da região, Lleida-Alguaire, em um centro auto-sustentável para a produção e pesquisa de hidrogênio. O aeroporto, localizado a cerca de 150 quilômetros de Barcelona e atende cerca de 40.000 passageiros anualmente, está aberto há 15 anos, mas em breve começará a produzir seu próprio hidrogênio verde, usando 1,768 painéis solares e um eletrolisador de 100 kW, com o objetivo de geração de 5 a 6 toneladas de hidrogênio, a suportar o suficiente (a power a power a para potência e para alojamento para alojamento de 5 a 6.000 toneladas de hidrogênio (a suportar a suportar a povo

O que precisa acontecer para que o hidrogênio se torne amplamente utilizado?

Na UPC, produzimos hidrogênio verde através da eletrólise usando eletricidade renovável, o que significa que nenhum dióxido de carbono é liberado na atmosfera. Também investigamos catalisadores para produzir hidrogênio azul a partir de metano ou vapor de bioalcool, no qual o CO₂ é capturado, não lançado – porque o CO₂ pode ser usado de várias maneiras em pesquisa. Por esse motivo, prefiro o termo desfossilização em vez de descarbonização quando falamos sobre a transição de energia verde.

Atualmente, a maior parte do setor industrial usa hidrogênio cinza, que é produzido a partir de gás natural usando reforma de metano a vapor, um processo que libera CO₂ na atmosfera sem capturar ou armazená -la e, portanto, é rico em CO₂ emissões. A principal barreira para se afastar desse processo é o custo: o hidrogênio verde é de US $ 5 a 8 por kg para comprar, em comparação com US $ 1 para hidrogênio cinza. Isso ocorre devido à eficiência dos eletrolisadores usados ​​para gerar hidrogênio verde: atualmente apenas 70% da entrada de energia é convertida, o que significa que 30% da eletricidade que introduzimos no eletrolisador se perde.