Um sinal para uma bomba de combustível de hidrogênio em uma estação de reabastecimento de trem na Alemanha. O hidrogênio tem uma gama diversificada de aplicações e pode ser usado em várias indústrias.
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Um crédito fiscal escondido na inflação A Lei de Redução poderia turbinar a nascente indústria de hidrogênio limpo e transformá-la em um negócio multitrilionário nas próximas décadas.
O crédito fiscal estimulará os produtores de hidrogênio a desenvolver formas mais limpas de sintetizar hidrogênio , que é usado para fazer fertilizantes e em outros processos industriais. Mas também pode catalisar toda uma nova categoria de empresas que procuram usar hidrogênio limpo como substituto de combustíveis fósseis em áreas como transporte, aviação, indústria pesada e como forma de armazenar e transportar energia.
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Atualmente, 98 por cento do hidrogênio é feito de uma forma que usa fósseis combustíveis, de acordo com o Centro de Política Energética Global da Universidade de Columbia. Mas “todos os atuais produtores de hidrogênio estão procurando produzir hidrogênio limpo”, explicou Elina Teplinsky, advogada que atua como porta-voz da Iniciativa de Hidrogênio Nuclear, um grupo que trabalha para promover o desenvolvimento da indústria de hidrogênio nuclear.
A lei tornará economicamente mais viável o uso de tecnologia de captura e armazenamento de carbono para reduzir as emissões de carbono da criação de hidrogênio. Também abrirá as portas para toda uma gama de empresas que procuram maneiras mais limpas de produzir hidrogênio e usar o hidrogênio como substituto de combustíveis fósseis em determinadas áreas.
Até 2050, entre 60 e 80 por cento da produção de hidrogênio será alimentada por energias renováveis, de acordo com um relatório de novembro sobre o setor publicado pelo Hydrogen Council, um grupo do setor, em colaboração com a McKinsey & Co. (Esta previsão foi publicada antes da aprovação do crédito fiscal .)
Esse tipo de transição da indústria exigirá muito investimento — de US$ 7 trilhões a US$ 8 trilhões até 2050. Mas, pelo lado positivo, nessa data a economia do hidrogênio poderia gerar cerca de US $ 3 trilhões em receita anual, de acordo com o relatório do Conselho de Hidrogênio e McKinsey. como poderia combater as mudanças climáticas?
Atualmente, cerca de metade do hidrogênio produzido é usado para fazer fertilizantes e amônia, com o restante usado em refinarias ou produção petroquímica, de acordo com o Center on Global Energy Policy. A pressão por hidrogênio limpo é motivada tanto pela necessidade de descarbonizar os processos atuais quanto porque os casos de uso do hidrogênio estão se expandindo.
Aplicações industriais, que representam quase toda a demanda por hidrogênio hoje, representará apenas 15% da demanda total de hidrogênio até 2050, de acordo com o relatório do Conselho de Hidrogênio/McKinsey.
O hidrogênio tem a maior energia por massa de qualquer combustível e não libera quaisquer emissões de carbono quando é queimado ou transformado em eletricidade em uma célula de combustível. Empresários e defensores acreditam que o hidrogênio pode ser útil para descarbonizar alguns setores muito grandes da economia, como caminhões de longa distância e processos industriais, incluindo fabricação de ferro e aço, transporte marítimo de carga e aviação.
“Se não fosse pelas mudanças climáticas, provavelmente não estaríamos expandindo para todos esses novos casos de uso” para o hidrogênio, Emily Kent, diretora dos EUA de combustíveis de carbono zero na Clean Air Task Force, uma organização sem fins lucrativos climática global , disse à CNBC.
Espera-se que o maior uso final do hidrogênio até 2050 seja a mobilidade, incluindo caminhões pesados, voos de longo alcance e navios porta-contêineres, de acordo com o Hydrogen Council/McKinsey relatório. Nesses casos, o hidrogênio produziria eletricidade através de uma célula de combustível, na qual átomos de hidrogênio e átomos de oxigênio são combinados em uma reação eletroquímica para gerar eletricidade, calor e água.
Bateria elétrica atual Veículos movidos a energia não podem atender a essa necessidade porque as baterias que poderiam armazenar energia suficiente para viagens de longa distância seriam muito pesadas e levariam muito tempo para recarregar, explicou Kent. Um tanque de hidrogênio e uma célula de combustível pesariam menos, ocupariam menos espaço e teriam um tempo de reabastecimento semelhante ao gás ou diesel.
“É possível que haja grandes avanços e baterias ou qualquer outra coisa que mudaria as coisas. Mas, como está hoje, não há grandes soluções”, disse Kent à CNBC.
Imagem gerada digitalmente de turbinas eólicas, painéis solares e recipientes de hidrogênio em pé na paisagem contra o céu azul.
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O hidrogênio também pode ser queimado para produzir eletricidade em uma turbina, semelhante ao gás natural. Atualmente, até 20% de hidrogênio pode ser misturado com gás natural queimado em turbinas convencionais de gás natural sem a necessidade de fazer nenhuma mudança de infraestrutura, de acordo com Kent.
“Para misturas mais altas de hidrogênio ou hidrogênio puro, provavelmente precisaremos de ajustes nas turbinas e infraestrutura”, disse Kent à CNBC. “Existem empresas que trabalham em infraestrutura 100% pronta para hidrogênio, onde o hidrogênio puro pode ser queimado em uma turbina para produzir eletricidade.”
O hidrogênio pode ser uma forma de armazenar energia, que é será fundamental, pois as energias renováveis, como a eólica e a solar, são ampliadas e implantadas em todo o país. A energia eólica e solar não funciona quando o vento não sopra ou o sol não brilha e, portanto, a energia precisa ser armazenada de alguma forma para poder fornecer energia contínua e confiável. Enquanto isso, a tecnologia de baterias está sendo aprimorada, mas as baterias ainda não estão no ponto de seu desenvolvimento em que possam armazenar energia suficiente por tempo suficiente para torná-las backup suficiente para uma rede totalmente renovável.
“Se você produz uma tonelada de energia solar no verão e deseja armazenar um monte para o inverno, o hidrogênio pode ser armazenado por períodos sazonais de muitos meses e fornecer eletricidade de volta ao sistema quando é necessário”, disse Kent.
O hidrogênio produzido de forma limpa também está sendo considerado um substituto para o carvão de coque em uma parte fundamental do processo de produção de aço, uma indústria de emissões pesadas que é considerado um verdadeiro desafio para descarbonizar. E hidrogênio limpo será necessário para processos industriais que requerem calor especialmente de alto grau, temperaturas acima de 752 graus Fahrenheit, como fábricas de cimento, fabricação de vidro e refusão de alumínio, de acordo com o relatório do Conselho de Hidrogênio/McKinsey.
O que é hidrogênio limpo?
O hidrogênio é o elemento mais abundante no universo, mas aqui na Terra, ele só existe em formas compostas com outros elementos – particularmente com o oxigênio como parte da água. Separar o hidrogênio dos demais átomos requer processos industriais e energia.
Atualmente, a China é o maior produtor de hidrogênio, segundo o Centro de Estudos Estratégicos e Internacionais (CSIS), um organização bipartidária de pesquisa política sem fins lucrativos. Do hidrogênio que a China produz, 60% é feito com carvão e cerca de 25% vem do uso de gás natural, de acordo com o CSIS. Fora da China, os maiores produtores de hidrogênio são empresas de gás industrial como Linde e AirProducts, de acordo com Teplinsky.
Setenta e seis por cento do hidrogênio produzido globalmente e 95% nos EUA é produzido com um processo chamado reforma de metano a vapor, no qual uma fonte de metano, como o gás natural, reage com vapor em temperaturas muito altas, de acordo com o Centro de Política Energética Global. O gás natural libera emissões de gases de efeito estufa quando queimado, e também dos chamados vazamentos fugitivos de metano à medida que é extraído e transportado.
Globalmente, 22% (e 4% nos EUA) é feito com um processo chamado de gaseificação do carvão, onde o carvão reage com oxigênio e vapor em temperatura quente e alta pressão.
19 de agosto de 2021, Schleswig-Holstein, Geesthacht: Notas sobre a divisão da água em hidrogênio e oxigênio podem ser vistas em um laboratório no Helmholtz Center aqui em Geesthacht . A Cluster Agency Renewable Energies Hamburg (EEHH) forneceu informações sobre os desenvolvimentos atuais no tema como parte de uma viagem de mídia. Foto: Christian Charisius/dpa
Picture Alliance | Imagem Aliança | Getty Images
Algumas empresas estão trabalhando para capturar as emissões de dióxido de carbono desses processos e armazená-lo em tanques subterrâneos. O hidrogênio feito dessa maneira às vezes é chamado de “hidrogênio azul”.
Mais promissor do ponto de vista das emissões, um eletrolisador pode ser usado para dividir uma molécula de água em hidrogênio e oxigênio, e pode ser alimentado com quase qualquer fonte de energia – incluindo fontes de emissão zero, como solar ou eólica, criando o que é conhecido como “hidrogênio verde”. e 1% nos EUA é feito com um eletrolisador.
A energia nuclear também pode ser usada para alimentar a síntese de hidrogênio com quase nenhuma emissão adicional de CO2 (isso às vezes é chamado de “hidrogênio rosa, ” mas a nomenclatura varia). Como bônus, o vapor e o calor produzidos como subprodutos da energia nuclear podem ser usados em um processo de eletrólise de alta temperatura, que é muito mais eficiente. E com os reatores nucleares avançados em desenvolvimento que funcionam em temperaturas ainda mais quentes do que os reatores nucleares convencionais, o hidrogênio pode ser produzido em um processo termoquímico de divisão de água que não usa um eletrolisador.
Como a maior parte do custo de produção de hidrogênio com eletrólise é o custo da eletricidade que entra nele, produzir hidrogênio com energia nuclear e vapor “realmente poderia ter uma tremenda contribuição na redução dos custos da produção de hidrogênio limpo, ” Teplinsky disse à CNBC.
O custo de produção de hidrogênio com esses diferentes métodos varia tremendamente e oscila com base nos custos de entrada, como gás natural e fonte de energia. Por causa da guerra russa na Ucrânia e das mudanças climáticas, esses custos de insumos estão oscilando. Um relatório publicado pela organização sem fins lucrativos Resources for the Future em dezembro de 2020 disse que um quilo de hidrogênio feito com reforma de metano a vapor custa entre US$ 1 e US$ 2 (incluindo os custos de captura de carbono). O hidrogênio feito com eletrólise movida a energia eólica e solar variou entre US$ 3 e US$ 7 por quilo.
É aí que entra o crédito fiscal.
Como a nova fatura ajuda?
O crédito fiscal no IRA está disponível para 10 anos e escalas dependendo de quão limpa é a produção de hidrogênio. Se o hidrogênio for produzido sem liberar nenhuma emissão de carbono, o crédito fiscal será máximo de US$ 3 por quilo de hidrogênio produzido. Em seguida, ele diminui proporcionalmente com base na quantidade de emissões liberadas, desde que seja menor do que as técnicas de produção atuais.
Se o hidrogênio for produzido com algumas emissões de carbono, mas menos do que as emitidas nas técnicas de produção atuais, o crédito fiscal é cada vez menor, proporcional às reduções de emissões.
O crédito fiscal é “um divisor de águas absoluto”, Akshay Honnatti, líder da EY’s divisão de impostos de sustentabilidade para os Estados Unidos, disse à CNBC. “Não havia incentivo para que o hidrogênio fosse mais limpo. Custa tornar o hidrogênio mais limpo”, acrescentou Honnatti. “Agora há um crédito disponível para alguém fazer esse nível adicional de investimento e ser capaz de justificar esse nível de investimento para seus acionistas e acionistas.”
O crédito de US$ 3 por quilo faz hidrogênio nuclear altamente competitivo com o hidrogênio produzido por combustível fóssil, disse Teplinsky. O Departamento de Energia dos EUA tem como meta, uma de suas Iniciativas Energy Earthshots, reduzir o custo do hidrogênio limpo para US$ 1 por quilo em uma década. Casos de uso para hidrogênio limpo, o crédito fiscal incluído na lei climática dará às empresas a chance de entrar no mercado de produção de hidrogênio limpo sem perder dinheiro. “Eles podem voltar para seus acionistas e dizer: ‘Olha, podemos fazer isso economicamente – hoje. Não precisamos projetar uma perda para os próximos cinco anos para entrar neste mercado. isso e que seja econômico, ou pelo menos um projeto de equilíbrio no futuro próximo’”, disse Teplinsky.
A Lei de Infraestrutura Bipartidária aprovada em novembro também incluiu US$ 8 bilhões para desenvolver centros de hidrogênio limpo nos EUA Entre as duas leis, os EUA devem ser capazes de desenvolver uma economia de hidrogênio limpo em sete a oito anos, disse Teplinsky.
19 de agosto de 2021, Schleswig-Holstein, Geesthacht: Notas sobre a divisão da água em hidrogênio e oxigênio podem ser vistas em um laboratório no Helmholtz Center aqui em Geesthacht . A Cluster Agency Renewable Energies Hamburg (EEHH) forneceu informações sobre os desenvolvimentos atuais no tema como parte de uma viagem de mídia. Foto: Christian Charisius/dpa
Picture Alliance | Imagem Aliança | Getty Images
Algumas empresas estão trabalhando para capturar as emissões de dióxido de carbono desses processos e armazená-lo em tanques subterrâneos. O hidrogênio feito dessa maneira às vezes é chamado de “hidrogênio azul”.
Mais promissor do ponto de vista das emissões, um eletrolisador pode ser usado para dividir uma molécula de água em hidrogênio e oxigênio, e pode ser alimentado com quase qualquer fonte de energia – incluindo fontes de emissão zero, como solar ou eólica, criando o que é conhecido como “hidrogênio verde”. e 1% nos EUA é feito com um eletrolisador.
A energia nuclear também pode ser usada para alimentar a síntese de hidrogênio com quase nenhuma emissão adicional de CO2 (isso às vezes é chamado de “hidrogênio rosa, ” mas a nomenclatura varia). Como bônus, o vapor e o calor produzidos como subprodutos da energia nuclear podem ser usados em um processo de eletrólise de alta temperatura, que é muito mais eficiente. E com os reatores nucleares avançados em desenvolvimento que funcionam em temperaturas ainda mais quentes do que os reatores nucleares convencionais, o hidrogênio pode ser produzido em um processo termoquímico de divisão de água que não usa um eletrolisador.
Como a maior parte do custo de produção de hidrogênio com eletrólise é o custo da eletricidade que entra nele, produzir hidrogênio com energia nuclear e vapor “realmente poderia ter uma tremenda contribuição na redução dos custos da produção de hidrogênio limpo, ” Teplinsky disse à CNBC.
O custo de produção de hidrogênio com esses diferentes métodos varia tremendamente e oscila com base nos custos de entrada, como gás natural e fonte de energia. Por causa da guerra russa na Ucrânia e das mudanças climáticas, esses custos de insumos estão oscilando. Um relatório publicado pela organização sem fins lucrativos Resources for the Future em dezembro de 2020 disse que um quilo de hidrogênio feito com reforma de metano a vapor custa entre US$ 1 e US$ 2 (incluindo os custos de captura de carbono). O hidrogênio feito com eletrólise movida a energia eólica e solar variou entre US$ 3 e US$ 7 por quilo.
É aí que entra o crédito fiscal.
Como a nova fatura ajuda?
O crédito fiscal no IRA está disponível para 10 anos e escalas dependendo de quão limpa é a produção de hidrogênio. Se o hidrogênio for produzido sem liberar nenhuma emissão de carbono, o crédito fiscal será máximo de US$ 3 por quilo de hidrogênio produzido. Em seguida, ele diminui proporcionalmente com base na quantidade de emissões liberadas, desde que seja menor do que as técnicas de produção atuais.
Se o hidrogênio for produzido com algumas emissões de carbono, mas menos do que as emitidas nas técnicas de produção atuais, o crédito fiscal é cada vez menor, proporcional às reduções de emissões.
O crédito fiscal é “um divisor de águas absoluto”, Akshay Honnatti, líder da EY’s divisão de impostos de sustentabilidade para os Estados Unidos, disse à CNBC. “Não havia incentivo para que o hidrogênio fosse mais limpo. Custa tornar o hidrogênio mais limpo”, acrescentou Honnatti. “Agora há um crédito disponível para alguém fazer esse nível adicional de investimento e ser capaz de justificar esse nível de investimento para seus acionistas e acionistas.”
O crédito de US$ 3 por quilo faz hidrogênio nuclear altamente competitivo com o hidrogênio produzido por combustível fóssil, disse Teplinsky. O Departamento de Energia dos EUA tem como meta, uma de suas Iniciativas Energy Earthshots, reduzir o custo do hidrogênio limpo para US$ 1 por quilo em uma década. Casos de uso para hidrogênio limpo, o crédito fiscal incluído na lei climática dará às empresas a chance de entrar no mercado de produção de hidrogênio limpo sem perder dinheiro. “Eles podem voltar para seus acionistas e dizer: ‘Olha, podemos fazer isso economicamente – hoje. Não precisamos projetar uma perda para os próximos cinco anos para entrar neste mercado. isso e que seja econômico, ou pelo menos um projeto de equilíbrio no futuro próximo’”, disse Teplinsky.
A Lei de Infraestrutura Bipartidária aprovada em novembro também incluiu US$ 8 bilhões para desenvolver centros de hidrogênio limpo nos EUA Entre as duas leis, os EUA devem ser capazes de desenvolver uma economia de hidrogênio limpo em sete a oito anos, disse Teplinsky.
