Setor do petróleo promove carros a hidrogênio ineficientes para atrasar a eletrificação
(rechargenews.com)- Michael Liebreich enfatiza que o hidrogênio limpo é necessário para a descarbonização, mas não é adequado em áreas onde soluções elétricas já são mais baratas e eficientes, como carros e aquecimento residencial
- A Hydrogen Ladder divide os usos do hidrogênio em áreas não competitivas, inevitáveis e intermediárias; fertilizantes à base de amônia, refino, aço, química, transporte marítimo e aviação de longa distância ficam no topo, enquanto carros a hidrogênio e aquecimento residencial ficam na base
- Empresas de petróleo e gás continuam fazendo lobby mesmo sabendo da ineficiência do hidrogênio para carros e aquecimento, e o lobby do hidrogênio centrado em empresas de gás fóssil gasta €58.6m por ano para influenciar políticas da UE
- Carros a hidrogênio têm perdas de energia maiores do que veículos elétricos, e mesmo a vantagem do reabastecimento rápido oferece pouco ganho real de tempo para a maioria dos usuários quando se considera o acesso aos postos e os padrões de uso diário
- O hidrogênio para aquecimento residencial exige troca de tubulações, válvulas e compressores, maior energia de bombeamento, além de problemas de segurança e qualidade do ar, e é ineficiente como meio de descarbonização em comparação com bombas de calor, embora favoreça operadores das redes de gás existentes
Onde o hidrogênio limpo é necessário — e onde não faz sentido
- Michael Liebreich é fundador da BloombergNEF e atualmente atua como analista e consultor independente
- Ele defende que, para descarbonizar o planeta o mais rápido possível e com boa relação custo-benefício, é preciso distinguir os setores em que o hidrogênio limpo é necessário daqueles em que não é
- Para carros e aquecimento residencial, existem soluções elétricas mais baratas e eficientes — veículos elétricos a bateria e bombas de calor —, portanto não são usos adequados para hidrogênio limpo
- Essa avaliação entra em conflito com os interesses de parte da indústria de petróleo e gás, que faz lobby de dezenas de milhões de euros para esses usos
As prioridades da Hydrogen Ladder
- A Hydrogen Ladder de Liebreich divide os usos do hidrogênio em três grupos
- usos não competitivos
- usos inevitáveis para a descarbonização
- usos intermediários
- No topo, na área “inevitável”, estão usos já existentes de hidrogênio cinza altamente poluente
- fertilizantes à base de amônia
- refino
- esses dois usos respondem por 3~4% das emissões globais de carbono
- Armazenamento sazonal de eletricidade, aço, química, transporte marítimo e aviação de longa distância também ficam próximos do topo da escala
- a aviação de longa distância inclui o uso de hidrogênio líquido ou combustíveis sintéticos à base de hidrogênio
- Na parte inferior, na área “não competitiva”, ficam os carros a hidrogênio e o aquecimento residencial
- diante da existência de veículos elétricos a bateria e bombas de calor, a economia e a eficiência não se sustentam
Por que a indústria de petróleo e gás promove o hidrogênio
- Liebreich considera que empresas de petróleo e gás promovem esses usos mesmo sabendo que o hidrogênio não é uma boa escolha para carros e aquecimento residencial
- Na interpretação dele, o hidrogênio funciona como uma aposta em duas direções para essas empresas
- se o hidrogênio der certo, elas podem garantir espaço na nova indústria do hidrogênio
- se der errado, ainda podem atrasar a transição para a eletricidade, que elas não produzem
- Ao promover o hidrogênio em áreas da base da escala, como trens regionais, ônibus regionais, carros e veículos de entrega, elas ao menos conseguem gerar confusão no mercado
- A Shell gastou $12bn na problemática plataforma flutuante de LNG Prelude, mas não investe montante semelhante para converter em hidrogênio limpo os usos atuais de hidrogênio que hoje respondem por 3~4% das emissões globais
- Segundo um relatório do Corporate Europe Observatory, o lobby do hidrogênio, no qual empresas de gás fóssil são atores centrais, gasta €58.6m por ano para influenciar decisões políticas em Bruxelas
Por que carros a hidrogênio dificilmente superarão os elétricos
- Veículos a célula de combustível de hidrogênio não usam a eletricidade limpa diretamente no carro; ela passa por eletrólise, armazenamento e transporte, além da conversão na célula de combustível, o que gera grandes perdas de energia
- Liebreich considera que os veículos elétricos a bateria superam os carros a hidrogênio na maioria dos fatores competitivos
- um BEV faz de 0 a 60mph em 4 segundos, enquanto um FCEV é apresentado com 9 segundos
- um BEV pode rebater os bancos para levar carga, enquanto no FCEV os cilindros de hidrogênio ocupam espaço
- um BEV é cerca de 3 vezes mais eficiente
- carros a hidrogênio também não levam vantagem no peso e, em geral, são mais pesados
- A vantagem dos carros a hidrogênio é poder conectar o bico e abastecer em 5 minutos o equivalente a 400 milhas de autonomia
- porém, o bico fica extremamente frio, e o próximo usuário precisa esperar até que ele volte a aquecer
- para deslocamentos abaixo de 400 milhas, a avaliação é que vale mais comprar um elétrico melhor e mais barato
- Mesmo que a infraestrutura de abastecimento de hidrogênio se torne suficiente, a principal vantagem restante seria economizar os 45 minutos necessários para recarregar um BEV em viagens longas
- um usuário que dirige 20 milhas por dia precisaria ir a um posto de hidrogênio a cada 300 milhas
- se isso acontecer 40 vezes por ano, gastando mais de 10 minutos em cada ida ao posto, serão 400 minutos perdidos
- mesmo para quem faz 2 a 5 viagens longas por ano, como para uma casa de campo ou para os Alpes, no total anual isso ainda tende a representar perda de tempo para a maioria dos usuários
- Daryl Wilson, do Hydrogen Council, afirmou que “a infraestrutura elétrica não conseguirá suportar o carregamento de milhões de BEVs, por isso os carros a hidrogênio são necessários”, mas Liebreich rejeita esse argumento
- ele compara isso a dizer, em 1995, que faltavam modems para a internet; em 2000, que faltava largura de banda para vídeo online; ou que não seria possível levar fibra óptica até as casas
- faltam cerca de 30 anos até a meta de net zero em 2050, e a infraestrutura pode ser ampliada ao longo do tempo com investimento e obras
- também é possível fazer carregamento inteligente, e o aumento da capacidade elétrica será necessário de qualquer forma por causa do aquecimento elétrico
- na avaliação dele, não faz sentido evitar a expansão da infraestrutura elétrica existente para construir uma infraestrutura de abastecimento de hidrogênio inteiramente nova
Custos e limitações do hidrogênio para aquecimento residencial
- Parte da indústria de hidrocarbonetos, especialmente empresas distribuidoras de gás, faz lobby para converter as redes de gás existentes em redes de hidrogênio
- O Reino Unido gasta dezenas de milhões de libras em experimentos de aquecimento residencial com hidrogênio
- Para adaptar a rede de gás existente ao hidrogênio, é necessária uma substituição em larga escala de equipamentos
- as moléculas de hidrogênio são menores que as do gás natural, então gasodutos metálicos subterrâneos precisam ser trocados por tubos de polietileno
- isso inclui também tubulações domésticas escondidas dentro das paredes ou sob o piso
- todas as válvulas e compressores de cada rede também precisam ser substituídos
- a energia necessária para bombear hidrogênio pela rede é 3 vezes maior que a do gás natural
- Bombas de calor são quase 6 vezes mais eficientes em energia do que caldeiras a hidrogênio, e exigem 150% menos energia primária para produzir a mesma quantidade de calor
- O uso de hidrogênio inflamável dentro de casa traz problemas de segurança, e sua combustão produz óxidos de nitrogênio tóxicos, piorando a qualidade do ar
- os óxidos de nitrogênio também são gases de efeito estufa potentes
- Liebreich entende que as distribuidoras de gás fazem lobby pelo hidrogênio no aquecimento residencial porque querem continuar usando seus ativos existentes, como gasodutos, também no processo de descarbonização
Mesmo a mistura de hidrogênio continua ineficiente
- Misturar hidrogênio limpo à rede de gás natural para reduzir emissões de carbono também é ineficiente
- Mesmo colocando 20% de hidrogênio no gás em volume, isso representa apenas 7% em termos de energia
- Se esse hidrogênio for hidrogênio verde, o ponto de partida é a eletricidade
- 1 unidade de eletricidade pode produzir 3 unidades de calor com uma bomba de calor
- se a mesma eletricidade for convertida em hidrogênio e injetada na rede de gás, perde-se 30% da energia no processo de conversão
- depois de compressão e outros tratamentos adicionais, ao ser queimado em uma caldeira com 85% de eficiência, obtém-se apenas cerca de 0.5kWh de valor térmico a partir de 1kWh de eletricidade
- Mesmo no caso do hidrogênio azul, primeiro é preciso responder como descarbonizar os usos atuais de hidrogênio, como a produção de fertilizantes
1 comentários
Comentários do Hacker News
Para quem acompanha combustíveis de hidrogênio há algum tempo, parece bem claro que é uma solução à procura de um problema
Produzir hidrogênio com energia renovável e depois queimá-lo de novo não faz sentido na maioria dos casos, e acho que baterias são melhores para armazenamento de energia
Pode haver exceções em que combustíveis líquidos ou gasosos sejam tecnicamente melhores que baterias, mas mesmo nesses casos opções como etanol parecem melhores que hidrogênio
Tenho a impressão de que boa parte dos defensores do hidrogênio são lobistas de petróleo e gás, ou gente financiada por esse setor
O governo japonês também apostou de forma ampla em uma estratégia de hidrogênio
https://thediplomat.com/2023/07/a-look-at-japans-latest-hydr...
Em armazenamento, há basicamente o armazenamento dia-noite e o armazenamento sazonal verão-inverno; em um ano há 365 ciclos de dia e noite, mas apenas um ciclo de verão e inverno, então, para atingir o ponto de equilíbrio no mesmo período, baterias para armazenamento sazonal teriam de ser 365 vezes mais baratas do que baterias para armazenamento diário
Não existe bateria 365 vezes mais barata que uma bateria de íons de lítio, nem nada perto disso
Acho que o armazenamento químico de energia tem potencial para armazenamento sazonal. Hoje ainda não é exatamente adequado, mas a diferença não é de 100 vezes, e sim de algo como 5 vezes; por isso, tornar a produção, o transporte e o armazenamento de hidrogênio verde economicamente viáveis parece muito mais possível do que tornar baterias 100 vezes mais baratas
Separadamente, também há uma possibilidade considerável de extrair hidrogênio de reservatórios subterrâneos. Procure por “white hydrogen”. Ex.: [1]
Além disso, a economia do armazenamento de hidrogênio se beneficia da lei do quadrado-cubo. Tanques de pressão grandes conseguem armazenar muito mais hidrogênio sem que o custo aumente tanto em relação a tanques pequenos
Por isso, em áreas que precisam de tanques muito grandes, como ferrovias, o hidrogênio pode fazer sentido. A capacidade de um vagão-tanque ferroviário típico é de cerca de 130 m3 e, a 700 bar, 1 m3 de hidrogênio corresponde a cerca de 42 kg, dando um total de aproximadamente 5,5 toneladas. O hidrogênio tem densidade energética cerca de 3 vezes maior que a do diesel, então isso equivale a algo como 16 toneladas de diesel
A eficiência de um trem é de pelo menos mais de 400 tonelada-milha por galão e mais de 125 tonelada-milha por kg, ou seja, 16 toneladas renderiam cerca de 2 milhões de tonelada-milha. Um único vagão-tanque desses poderia ser suficiente para mover um trem de carga de 10 mil toneladas por 200 milhas
Como converter locomotivas a diesel para combustão de hidrogênio é muito mais fácil do que eletrificar milhares de milhas de ferrovias, há uma boa chance de as ferrovias se tornarem a killer app do hidrogênio
[1]https://www.theguardian.com/environment/2023/aug/12/prospect...
Isso pode ser menos importante em carros de passeio, mas pode ser mais relevante em áreas como aviação. Não tenho uma opinião forte sobre coisas como a origem do financiamento
O texto abaixo foi útil como introdução
https://www.energy.gov/eere/fuelcells/articles/fuel-cell-and...
Mas o hidrogênio é essencial como insumo industrial em larga escala, pode ser um insumo substituto em várias grandes indústrias e também é excelente como meio de armazenamento estacionário de energia em larga escala
Existe lobby do setor de petróleo e também lobby do setor elétrico. Todo lobby detesta concorrência
O setor elétrico vê o hidrogênio como concorrente e quer eliminá-lo, como tentar impedir uma árvore de crescer eliminando-a ainda na semente
O hidrogênio não vai desaparecer, porque há lugares em que ele é necessário, como no transporte pesado
O fato de o hidrogênio limpo ainda estar em estágio inicial de desenvolvimento não significa que não devamos desenvolver essa tecnologia, assim como era o caso dos carros elétricos 15 anos atrás
Pessoalmente, acho que NH3 é excelente para armazenamento e transporte de energia, além de ser muito útil em áreas como produção de alimentos
A amônia é tóxica e difícil de manusear como o petróleo, mas faz sentido em muitas áreas, como a indústria pesada. Em outras áreas, eletricidade e baterias são mais adequadas
Tecnologias diferentes vão coexistir e competir entre si
Você pode deixar petróleo em um recipiente aberto sem ferir ninguém, mas se fizer o mesmo com amônia a história muda
O canal do YouTube Engineering Explained tem um ótimo vídeo explicando por que o hidrogênio não é prático como substituto da gasolina ou do diesel em motores tradicionais de combustão interna
https://www.youtube.com/watch?v=vJjKwSF9gT8
Não estou dizendo de forma alguma que o setor de petróleo não tenha força; pode até estar mirando captura regulatória, mas, do ponto de vista da realidade econômica, isso é algo difícil de se sustentar desde o início, então não me preocupo muito
O trem dos carros elétricos já saiu da estação há muito tempo. Pelo que sei, com exceção de uma empresa, todas as montadoras estão totalmente comprometidas com veículos 100% eletrificados em um futuro próximo
No fim, acho que até a Toyota vai desistir dessa insistência esquisita em H2
Isso me lembra a crítica de Zubrin ao VASIMR [1]. Propor alternativas irrealistas pode explorar a tendência das pessoas de escolher o perfeito em vez do bom, e acabar descarrilando soluções que funcionam
[1] https://youtu.be/myYs4DCCZts?si=Ksqw_MFLKHKIgMod
Mantém-se o mesmo processo cultural de abastecer no lugar de sempre, em mais ou menos o mesmo tempo de sempre
A inércia que o consumidor precisa superar parece muito menor do que a barreira dos elétricos, com tempos de recarga longos e a dificuldade de garantir carregadores convenientes em comparação com a rede de postos
A indústria do petróleo é enorme e pode criar uma situação em que, recebendo subsídios, outros combustíveis pareçam competitivos, embora na prática sejam um desastre
Basta olhar para o biodiesel
https://www.caranddriver.com/news/a42796089/2024-honda-cr-v-...
Boa sorte para eles, mas é parecido com um dinossauro reclamando dos mamíferos correndo sob seus pés. A era deles está chegando ao fim
Carros elétricos a bateria vieram para ficar, e o hidrogênio, a meu ver, é uma opção bloqueada desde a partida, exceto talvez para transporte pesado, ferrovias ou aviação. Mesmo nesses casos tenho dúvidas
Já os elétricos a bateria estão ganhando tração rapidamente e, combinados com solar e eólica, fazem muito sentido
Até a Toyota, o último bastião dos carros de passeio a hidrogênio, acabou percebendo isso e está fazendo elétricos a bateria. Não me lembro de ter visto um Mirai, mas, considerando o volume de produção, isso não é estranho
https://en.wikipedia.org/wiki/Toyota_Mirai
O principal motivo é que, até 10%, 20% ou mesmo 30%, a infraestrutura de recarga elétrica em grande parte já existe e parece quase gratuita; depois disso, porém, será preciso instalar infraestrutura nova e cara na rede de transmissão elétrica
Pense em algo como “ter que abrir todas as ruas”. Não são só os carros que estão sendo eletrificados; todo o resto também está sendo eletrificado ao mesmo tempo
Nesse ponto, os carros a hidrogênio podem ressurgir. Especialmente em regiões frias, o calor residual das células a combustível pode ser usado para aquecimento, enquanto elétricos a bateria precisam gastar energia para acionar bombas de calor, fazendo grande parte da vantagem de eficiência desaparecer
Acho que vamos acabar vendo o hidrogênio como o ar comprimido dos anos 1900
Há alguns usos industriais, mas não é a solução universal de que muitos artigos falam. É ineficiente e não deveríamos despejar muitos recursos nisso
Ainda assim, é bom que alguém experimente. Talvez descubram um uso inovador que seja uma verdadeira ruptura. Só não apostaria nisso
Eles vêm fazendo isso há 20 anos, e o hidrogênio permite manter a rede de distribuição e, acima de tudo, continuar usando combustíveis fósseis na produção de hidrogênio
Mas o motivo pelo qual não decolou em veículos de consumo é que tanto a economia quanto as leis da física não ajudam
Assim, manter o status quo parece mais aceitável
O setor de petróleo faz lobby pelo hidrogênio, mas a interpretação da motivação está errada. Faz lobby não tanto para se opor aos elétricos, mas para apoiar o hidrogênio
Este artigo é de 2021. Mas, em termos de relevância para a indústria automotiva atual, seria parecido mesmo que fosse um artigo de 2015. A eletricidade já venceu
No Canadá, isso é dolorosamente óbvio. A pessoa que mais promove carros a hidrogênio é a primeira-ministra da província de Alberta, uma região produtora de petróleo e gás, e ela também é uma liderança ideologicamente conservadora e pró-petróleo
Não há argumento mais forte contra essa tecnologia do que ver esse tipo de gente se reunindo em torno do hidrogênio em vez dos carros elétricos
A tecnologia do hidrogênio não existe para salvar o planeta, mas para salvar a indústria do gás natural
O modelo de negócio do hidrogênio que está sendo produzido é este: 1. extrair hidrogênio do gás natural. 2. um milagre acontece e o dióxido de carbono resultante desse processo é capturado. 3. colocar o hidrogênio no carro
A quantidade de hidrogênio realmente “verde” é, na prática, zero
Então é uma tecnologia que nem é ecológica, nem tem infraestrutura de abastecimento, nem conta com adoção significativa pela indústria automotiva
Hoje, como não é politicamente aceitável que os antiambientalistas pareçam favoráveis ao apocalipse, ela existe apenas para que eles possam alegar que têm uma alternativa preferida
https://natural-resources.canada.ca/energy-efficiency/transp...
De vez em quando vejo um carro a hidrogênio na rua, pertencente a algum órgão do governo
Fico curioso para saber quantos carros a hidrogênio de fato existem no país inteiro. Provavelmente nem chegam a cem ¯_(ツ)_/¯
Ambos oferecem trajetórias de queda de custo em escala de cerca de 30 anos. Basta olhar para as duas empresas em que estamos envolvidos
[1] https://ohmium.com
[2] https://novohydrogen.com
O que pode ser feito para deixar mais clara a motivação por trás da mensagem?
Parece que muita coisa dá errado porque a indústria elabora mensagens bem demais, e as pessoas são ruins demais, e estão em grande desvantagem, para perceber mensagens enganosas
Hoje à tarde tirei folga do trabalho e percorri o bairro, levando suprimentos para estudantes em greve e para a marcha deles até o prédio administrativo, em protesto contra uma mudança drástica anunciada há menos de cinco dias, que transforma completamente seis escolas e parece ter sido planejada em segredo, sem nenhum motivo válido
O nível de sigilo é tão grande que agora estamos começando uma investigação aprofundada
Muitas partes do sistema atual parecem impossíveis