A importância do hidrogénio como alternativa à eletrificação na descarbonização dos edifícios

A Europa comprometeu-se atingir a neutralidade carbónica em 2050 para fazer face à ameaça existencial das alterações climáticas. A pouco menos de três décadas desse objetivo, que requer a transformação de todo o sistema energético, em particular no setor da construção e climatização de edifícios, permanecem muitas incertezas sobre qual o caminho ou caminhos para a descarbonização.

De acordo com algumas políticas nacionais, a transição para edifícios climaticamente sustentáveis passa por priorizar medidas de redução das necessidades energéticas e a utilização de eletricidade renovável, quando é tecnicamente possível e economicamente viável. Em alternativa, sempre que seja necessário recorrer a energia na forma química, os combustíveis fósseis devem ser substituídos por alternativas neutras em emissões de CO2.

Apesar de ser indiscutível a mais valia energética de soluções como a bomba de calor e o ar condicionado, quando comparadas às demais alternativas neutras em emissões de CO2, continuam a ser soluções caras e com limitações técnicas, em muitos cenários de substituição em edifícios existentes. Nestes cenários, apesar de ser uma via menos eficiente, combustíveis verdes alternativos à eletricidade, como hidrogénio ou biogás, apresentam vantagens técnicas e estudos recentes mostram que serão, no futuro, potencialmente mais económicos - a poupança de energia anual no tempo de vida de uma bomba de calor pode não ser suficiente para compensar o grande investimento inicial. E isto é tanto mais verdade quanto menor for o consumo energético anual. Esta análise também se aplica a bombas de calor dedicadas a águas quentes sanitárias, quando comparadas a esquentadores a gás de origem renovável. Para dar uma ideia do valor de consumo de água quente que rentabiliza o investimento numa bomba de calor, aos preços atuais de energia, uma família tem de consumir mais de 420 L/dia de água quente a 60ºC (as famílias portuguesas consomem, em média, menos de 100 L/dia).

De uma forma geral, é importante criar condições para o desenvolvimento de alternativas complementares à eletrificação. Sendo uma prioridade, a eletricidade renovável apresenta um problema de intermitência e logo de disponibilidade de potência e energia. Como garantir o abastecimento de eletricidade durante a noite, em dias nebulados ou semanas sem vento? Como fazer face à sazonalidade das necessidades energéticas agravadas aquando de vagas de frio extremo (em 2018, na vaga de frio "Beast from the East", o consumo de energia no Reino Unido aumentou 8 vezes, em relação ao verão; em 2021 a rede elétrica do estado do Texas colapsou aquando da vaga de frio Polar)? Como garantir a disponibilidade de eletricidade verde em regiões de baixa potencialidade de produção renovável, como por exemplo áreas geográficas de baixa incidência solar ou eólica? A Comunidade Europeia entendeu esta problemática e decidiu que o desenvolvimento de vetores energéticos químicos, como o hidrogénio ou derivados, são essenciais para garantir a segurança de um sistema energético sustentável e definiu como prioritário a sua utilização em setores de difícil eletrificação (transportes de longo curso e indústrias específicas).

O hidrogénio pode ser usado como meio de armazenamento para nivelar o abastecimento de energia obtida a partir de fontes de eletricidade renovável intermitente - o excesso de eletricidade renovável produzido em períodos de vazio pode ser convertido e armazenado sob a forma de energia química, em hidrogénio. Esta pode ser restituída em períodos específicos, através da sua reconversão em eletricidade, colmatando défices de produção elétrica, quer sejam diários, semanais ou sazonais, ou simplesmente definindo uma via alternativa energética, fazendo o uso direto do hidrogénio nos equipamentos, reduzindo a pressão e dependência na rede elétrica. Serve também para potenciar o transporte de energia renovável de zonas geográficas de alto potencial de produção energética e baixo impacto ambiental para zonas de elevado consumo, baixo potencial produtivo e elevado impacto ambiental. Ainda que a principal motivação da estratégia Europeia do hidrogénio seja a de garantir a disponibilidade de energia nos pontos de consumo e limitar o impacto ambiental, minimizando a ocupação de solos na Europa, olhando para a perspetiva de produção energética, este processo é, em casos específicos, globalmente mais eficaz: a produção de eletricidade a partir de um painel fotovoltaico no norte de África é 2,5 vezes superior à eletricidade produzida pelo mesmo painel no Reino Unido. Este fator pode ser suficiente para compensar a cascata de perdas no processo de geração do hidrogénio, transporte por gasoduto e posterior queima numa caldeira de condensação, ou em alternativa, a sua reconversão em eletricidade e calor numa pilha de combustível estacionária de alto rendimento - como referência, é mais eficiente e económico transferir energia por gasoduto (transportar eletricidade custa 8 vezes mais).

De realçar ainda a rede existente de gás natural que poderá ser reaproveitada para distribuição de gases de mistura de hidrogénio ou biometano, reduzindo o investimento no reforço da rede elétrica. A criação de políticas favoráveis à injeção de hidrogénio na rede de gás natural irá criar condições para a geração de procura de hidrogénio, dando início a um círculo virtuoso que permita criar economias de escala na produção de hidrogénio. Adicionalmente, a utilização simultânea das redes de gás e elétrica contribui para uma pegada energética diversificada, diminuindo a sobrecarga nas redes de eletricidade e garantindo opções face a futuros cenários adversos de incerteza.

Em conclusão, os legisladores e governos devem ter como principais preocupações: definir leis e ajudas que potenciem o alcance das metas de redução de emissões com efeito de estufa e que promovam, de forma indiferenciada, o desenvolvimento e utilização de tecnologias verdes, e também definir geopolíticas que garantam a sustentabilidade das economias e segurança do abastecimento de energia verde.

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