segunda-feira, 12 de abril de 2021

O investimento em Hidrogénio é deitar dinheiro fora

O uso do hidrogénio é igual ao uso de uma bateria.

Ambos as tecnologias servem para armazenar energia na forma química que, mais tarde, vai ser utilizada. A única diferença está nas reacções químicas usadas. 

 

Numa bateria de Lítio.

Em termos simples, quando a bateria está carregada, o Lítio está na forma sólida. A produção de energia eléctrica acontece durante a dissolução do Lítio:

   Lítio sólido ->  Ião de Lítio dissolvido +  energia

Quando a bateria está descarregada, todo Lítio está dissolvido. A recarga faz o Lítio dissolvido tornar a ficar sólido:

   Ião de Lítio dissolvido +  energia -> Lítio sólido

Para realizar esta reacção electroquímica usa-se também o Carbono (na forma de grafite) e a Cobalto (na forma de óxido). Por isso, em termos técnicos, a bateria é de Lítio, Carbono e Cobalto.

A descarga tem duas reacções (uma em cada eléctrodo)

   CLi -> C + Li+ + e- (pólo negativo)

   CoO2 + Li+ + e- -> LiCoO2 (pólo positivo)

A energia é o electrão que passa pelo circuito eléctrico (exterior à bateria)

A carga inverte esta reacções

   C + Li+ + e-  ->  CLi (passa a pólo positivo)

   LiCoO2 -> CoO2 + Li+ + e- (passa a pólo negativo)

 Agora, é preciso energia para "empurrar" o electrão de volta ao CLi usando-se o mesmo circuito eléctrico (exterior à bateria)mas com polaridade trocada.

Durante o funcionamento da bateria de Lítio (carga e descarga), todos os elementos químicos estão fechados dentro de um reservatório.

Fig.1 - Esquema da descarga e recarga da bateria de Lítio

 

Numa bateria de Hidrogénio.

Em termos simples, quando a bateria está carregada, o Hidrogénio está na forma sólida e a produção de energia eléctrica acontece durante a dissolução do Hidrogénio:

   Hidrogénio gasoso ->  Hidrogénio dissolvido +  energia

Para a bateria se ver livre do Hidrogénio dissolvido, usa oxigénio que o transforma em água (que se deita fora). 

   Hidrogénio gasoso + Oxigénio ->  Água +  energia

A recarga da bateria faz-se fora da bateria, em unidades que vão produzir hidrogénio na forma gasosa a partir de água e de energia:

   Água +  energia -> Hidrogénio gasoso + Oxigénio

 Durante o funcionamento da bateria de Hidrogénio, carrega-se a bateria metendo hidrogénio (que vem da "fábrica de Hidrogénio")e deita-se fora água. Assim, é um sistema aberto.


São tecnologias concorrentes.

Ambas as tecnologias usam energia eléctrica para carregar o sistema e, depois, o sistema produz electricidade de volta.

Ao serem concorrentes e a tecnologia das baterias de Lítio estar em fase "madura" e com custo de produção competitivo, apenas teria racionalidade económica investir na tecnologia das baterias de Hidrogénio se as vantagens fosse muitas, o que não é o caso.

Vantagem da bateria de Hidrogénio.

Como o Hidrogénio é produzido fora da bateria, a "recarga" de um veículo automóvel será muito rápido. É só ligar o tubo e meter o gás num depósito.

Potencialmente, uso menos metais escassos.

Desvantagem da bateria de Hidrogénio.

O Oxigénio necessário ao funcionamento da bateria vai ser captado do ar. Como o ar, além do Azoto, tem muitos contaminantes, a bateria vai ficar rapidamente estragada, entupida. A solução é usar, além de Hidrogénio, também Oxigénio sem contaminantes mas isso duplica o custo do processo.

Vantagem da bateria de Lítio.

Como está tudo dentro de uma cápsula, a bateria dura mais, cerca de 1200 cargas. 

Desvantagem da bateria de Lítio.

A bateria demora muito tempo a ser carregada. Além disso, o Lítio e o Cobalto são matérias primas pouco abundantes.


Porque serão as baterias importantes?

Há quem pense que o problema está no uso de combustíveis fosseis produzirem gases com efeito de estufa, o dióxido de carbono, sendo obrigatório a sua substituição nos veículos automóveis por "energias limpas".

Mas a sua verdadeira importância resulta de a energia eléctrica solar estar cada vez mais barata de produzir e só haver luz solar durante o dia!!!!

 

Vamos fazer uma pequenas comparação.

 Pegando em dados americanos, o custo de produção usando carvão está nos 0,031€/kwh. Esta energia está constantemente disponível 24h/dia o que faz com que nas horas de maior consumo (durante o dia) o preço seja mais elevado e mais baixo durante as horas de menor consumo (durante a noite).

A energia eléctrica usando painéis solares está nos 0,011€/kwh (último leilão) e com tendência de queda. Como a energia eléctrica solar apenas existe durante o dia com um pico por volta do meio dia, no futuro vai ser preciso cobrar um preço mais baixo durante o dia (altura em que vamos carregar as baterias) e muito mais cara durante a noite.


O problema ainda está no custo das baterias mas já é competitivo.

Estimativas indicam que as baterias têm um custo na ordem dos 160€/kwh (fonte)

Tendo a bateria uma vida na ordem das 1200 cargas, 0,13€/kwh.

Somando que na carga se perdem 15% e ainda 0,02€/kwh para a REN (o transporte), o custo total será na ordem dos:

0,011/(1-15%) + 0,02 + 0,13 =  0,16€/kwh.

 

O preço da electricidade solar já começa a ser competitivo!!!!!

Há 10 anos atrás, era impensável algum dia a electricidade solar vir a ser competitiva. Na altura ficaria acima de 1,00€/kwh. Por oturo lado, as baterias também eram caríssimas.

Se a queda foi tão significativa, provavelmente, o futuro vai tornar obrigatório, em termos económicos, que toda a energia seja produzida a partir da luz do sol e o uso de baterias para termos energia nos veículos e durante a noite.


E porque não construir uma rede eléctrica trans-continental?

Tudo dependerá da evolução do preço das baterias.

Está previsto que caia brevemente de 120€/kwh para 85€/kwh mas são apenas previsões.

Num futuro próximo é capaz de fazer sentido económico haver uma ligação eléctrica entre Portugal e a Coreia do Sul ou o Japão, uns pequenos 13600 km.

Entre a Coreia do Sul e o centro da União Europeia existem 8 fusos horários pelo que poderá haver na Europa energia eléctrica solar entre as 2h da manhã e o pôr do Sol e no Oriente entre o nascer do Sol e as 2h da manhã.

Depois, as sociedade adaptam-se à nova energia barata.

Fig. 2 - Futura linha eléctrica que vai ligar campos produtores de energia eléctrica ao longo do paralelo 40 na Euro-Ásia. 


Deixem o Sócrates em paz.

O caso Sócrates não passa de uma novela da CMTV que a TVI e, depois, a SIC e a RTP copiaram.

Tal como ninguém questiona quanto Afonso Henriques roubou, deixemos essa novela para a História julgar.

E a discussão é desonesta pois não ficou provado que o Sócrates foi corrompido pois o despacho de pronuncia não é uma sentença. Apenas existem indícios que justificam haver julgamento.

E uma sentença nunca se deve pronunciar sobre os crimes prescritos porque o  "condenado" não pode apresentar prova sobre crimes prescritos.


4 comentários:

Anónimo disse...

A parte do Sócrates era desnecessária … ou então foi apenas para nos divertir!
Antes fosse apenas uma telenovela, mexicana ou turca, mas uma novela! - não é!
É demasiado triste e vergonhoso o que aquele cabrão fez, mas mais vergonhoso ainda é o que a Justiça não faz.
Relativamente à energia, gostei do que li.

Helena Tomé disse...

Obrigada pelos esclarecimentos sobre as relativas vantagens do uso de baterias em vez de cabos de cobre. Sou do tempo das baterias se babarem e durarem muito pouco tempo. O lítio era considerado poluente e eu pergunto se não vai haver ferrugem metida neste processo de ligação às Coreia do Sul.

Silva disse...

O problema da energia começa-se por resolver implementando reformas estruturais a começar pela:

- Abolição do salário mínimo
- Liberalização dos despedimentos
- Abolição dos descontos

seguindo-se outras reformas estruturais.

Anónimo disse...

Professor, a ideia dos painéis solares que apresenta tem enormes riscos geopolíticos logo nunca seria aplicada. Aqui há uns anos apresentou num post como solução a utilização de energia nuclear, porque é que abandonou? Sabe que as principais potências mundiais estão a apostar novamente? tanto é que o preço de urânio nos mercados escalou.
CC

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