Srta. Hidrogênio

Eles querem contribuir para a transição energética a fim de combater a crise climática: Apresentamos pessoas que estão impulsionando a expansão das energias renováveis na Alemanha e em todo o mundo com suas ideias e engajamento.

“Eu sempre digo: Há muitos elementos para a construção e soluções que precisamos para uma transição energética bem-sucedida. Então o caminho é colorido, mas o objetivo comum é o verde”, explica Ulrike Beyer. Enquanto isso, a engenheira pega uma placa bipolar metálica que acaba de passar entre dois rolos giratórios. A diretora da Referenzfabrik.H2 no Instituto Fraunhofer de Máquinas Ferramentas e Técnica de Moldagem (IWU) em Chemnitz está em uma fábrica de produção. Ao seu redor, prensas mecânicas de três metros de altura, impressoras industriais 3D, rolos, robôs para serviço pesado. O objetivo de Ulrike Beyer: produzir os sistemas de hidrogênio do futuro de forma neutra para o clima, econômica e robusta.

A transição energética está em pleno andamento e o hidrogênio verde desempenha um papel cada vez mais importante. Essa versátil fonte de energia é considerada um elemento central para a redução das emissões de CO2. Mas como o hidrogênio verde é produzido e como pode ser usado? Beyer, que tem um doutorado em engenharia, tem algumas ideias: “O hidrogênio é, por assim dizer, o bom amigo das energias renováveis.” O hidrogênio permite que as energias renováveis se tornem duráveis e sejam transportadas. “É como o queijo, que preserva o leite fresco.” Existem áreas na Alemanha e no mundo predestinadas a produzir energia renovável: do vento, do sol, da água. Mas muitas vezes essas regiões não coincidem com aquelas que necessitam da energia em grandes quantidades. “O hidrogênio nos permite levar a energia para onde ela é necessária.”

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O que é o hidrogênio verde?

• Verde, azul, cinza, turquesa: embora o hidrogênio seja sempre um gás incolor, as cores na designação fornecem informações sobre a forma como ele é produzido.
• O hidrogênio verde é produzido pela eletrólise da água. A eletricidade de fontes de energia renováveis é usada para esse fim. Portanto, o hidrogênio verde não contém CO2.
• Um eletrolisador é um dispositivo no qual uma reação química é provocada com a ajuda de uma corrente elétrica.
• A regeneração de eletricidade do hidrogênio ocorre em uma célula de combustível. Em uma célula de combustível, o hidrogênio é convertido com oxigênio em água e a energia é gerada no processo.
• Empilhadas nas chamadas pilhas, as placas bipolares formam o coração de uma célula de combustível e de um eletrolisador.

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Beyer e seus colegas do Fraunhofer IWU querem levar a produção de sistemas de hidrogênio a um novo nível de produção industrial em massa. O governo federal alemão apoia o projeto no âmbito da Estratégia Nacional de Hidrogênio. O objetivo é estabelecer a produção e o uso de sistemas de hidrogênio como uma importante pedra angular da economia alemã e, assim, fazer avançar a descarbonização da economia e da sociedade.

Um passo decisivo nesse processo é, entre outras coisas, novas técnicas de produção de placas bipolares – elas são um componente essencial de uma célula de combustível. Como antes, essas não são produzidas predominantemente na produção industrial em larga escala. “Atualmente, elas ainda estão sendo produzidas sob condições de fabricação. Isso torna as células de combustível caras e impede seu uso generalizado, por exemplo, em veículos ou edifícios”, explica Beyer, que agora está ao lado de um sistema de células de combustível e mostra onde a pilha com as placas bipolares está instalada nele. “Já podemos registrar aqui os primeiros sucessos na redução de custos”, diz Beyer. No Fraunhofer IWU, as placas também são criadas utilizando processos mais rápidos e eficientes, como a estampagem com rolos, o que permite que as placas bipolares sejam produzidas de forma mais barata e rápida.

Referenzfabrik.H2: Conjunto modular para a indústria

Com os novos sistemas adequados à produção em massa, o hidrogênio poderia não só reduzir as emissões de CO2, mas também se tornar um campo de negócios sustentável e de futuro para a Alemanha como local de produção e para muitas partes do mundo. É aqui que entra o projeto da Referenzfabrik.H2. Para esse fim, novas tecnologias, materiais e métodos de teste estão sendo desenvolvidos em conjunto com a indústria, o que permite a ampliação da produção e a criação de redes de abastecimento. “Com a Referenzfabrik.H2, queremos criar os elementos para a construção tecnológica e reuni-los virtualmente. Desse modo, queremos fornecer orientação para a produção em massa de sistemas de hidrogênio”, diz Beyer. A Referenzfabrik.H2 destina-se a ser um ponto de contato e consultoria para empresas – desde grandes fabricantes de automóveis até pequenas e médias empresas industriais. Profissionais e executivos são apoiados com o conhecimento técnico agregado dos Institutos Fraunhofer.

Cooperação internacional para uma maior aceitação do hidrogênio verde

Beyer considera essencial a cooperação internacional nessa área do hidrogênio verde. Afinal, a Alemanha não é o único país que vem pesquisando intensivamente as possibilidades de produção de hidrogênio há anos. “Quanto mais trocarmos experiências e resultados, mais rápido encontraremos soluções.” O Ministério Federal do Meio Ambiente, Proteção da Natureza, Segurança Nuclear e Proteção do Consumidor (BMUV) está, portanto, financiando dois grandes projetos do IWU na Namíbia e na África do Sul. O intercâmbio também visa criar aceitação para o uso do hidrogênio em ambos os países e estabilizar o fornecimento de energia a longo prazo. “Por exemplo, exibimos modelos de células a combustível e eletrolisadores na Namíbia e conversamos com os pesquisadores de lá sobre os requisitos específicos do país e as muitas possibilidades que o hidrogênio oferece”, explica Mary Esther Ascheri, diretora do grupo e responsável pelos projetos de cooperação Hydrogen & Oxygen Biotope (HygO) na Namíbia e na Área de Hydrogen Tryout Areal (HyTrA) na África do Sul.

As muitas possibilidades é precisamente o que motiva Ulrike Beyer. “Há alguns anos, o Fraunhofer procurava o ‘Sr. ou Sra. Hidrogênio’. Alguém que assume esse tema e o promove. Não hesitei muito tempo", diz a engenheira. “Hoje, os desenvolvimentos tecnológicos são muitas vezes tão avançados que os pesquisadores só podem fazer ajustes mínimos.” Mas o hidrogênio é como uma árvore jovem que acaba de ser plantada. “Você ainda pode ter muita contribuição, pode moldar processos, encontrar novos caminhos. É isso que me motiva.”