Um ato de equilíbrio de hidrogênio na energia offshore

O projeto Sealhyfe demonstrou que os desafios podem ser superados no mar. Imagem cortesia de Lhyfe

A intermitência da energia eólica offshore é um desafio e uma oportunidade para a produção de hidrogênio verde.

Haverá uma nova geração de plataformas ocupando espaço em parques eólicos offshore, já que a produção de hidrogênio é usada para ajudar a equilibrar a oferta e a demanda de energia. O hidrogênio verde pode ser produzido em parques eólicos off-grid, mas, se conectado à rede, também pode ser produzido em horários de pico executando eletrolisadores e, então, armazenado para mais tarde.

“Aqui, há um papel importante a desempenhar para o hidrogênio verde, que pode operar em uma escala diferente das baterias para equilibrar as flutuações no fornecimento e na demanda por produção de energia renovável”, diz Synne Myhre Jensen , Consultora de Relações Públicas da empresa norueguesa de hidrogênio Hystar . Como parte do projeto HyPilot, a colaboradora Equinor está planejando demonstrar o eletrolisador PEM de alta eficiência da Hystar para produção de hidrogênio adaptado à saída variável normalmente encontrada em aplicações eólicas offshore.

O hidrogênio verde pode ser produzido em parques eólicos fora da rede, mas também pode ser produzido em horários de pico, operando eletrolisadores e, então, armazenado para uso posterior em casos em que o parque eólico esteja conectado à rede.
Imagem cortesia de SwitcH2

Os eletrolisadores PEM podem aumentar e diminuir rapidamente para lidar com as flutuações de energia, embora partidas e paradas frequentes possam levar à degradação dos componentes, mas o projeto Sealhyfe já demonstrou que os desafios podem ser superados - no mar. A Lhyfe conduziu um teste de 14 meses de um eletrolisador PEM de 1 MW da Plug que confirmou a capacidade do sistema de gerenciar a variabilidade de energia experimentada, incluindo na capacidade máxima de produção. O desempenho alcançado foi tão alto quanto em terra. A Lhyfe pretende ter um sistema de 10 MW em operação a partir de 2026.
Em outro projeto, a SwitcH2 e a BW Offshore, juntamente com os parceiros Strohm, MARIN e TU Delft, estão desenvolvendo um FPSO offshore de amônia verde capaz de produzir 790 toneladas de amônia verde por dia em seu pico usando uma planta eletrolisadora de 300 MW.

O FPSO usará energia eólica e das ondas, convertida em CC a bordo, para alimentar eletrolisadores PEM.

“O sistema de geração e distribuição de energia do navio é capaz de produzir a energia necessária para manter os eletrolisadores funcionando o tempo todo, porque podemos adicionar energia do sistema de geração de energia do navio, além da energia renovável”, diz Bob Rietveldt, Diretor Internacional da SwitH2 . “Dessa forma, evitamos qualquer desligamento da planta e sempre conseguimos gerar as cargas essenciais necessárias para continuar operando, mesmo nos dias em que não há vento.”

Ele diz que é lógico e mais econômico ter uma plataforma centralizada para os eletrolisadores. “No caso de implantação descentralizada em turbinas eólicas individuais, isso significaria que haveria momentos em que não seria possível produzir nada se você não pudesse armazenar a energia, e seria difícil iniciar novamente e provavelmente exigiria armazenamento de hidrogênio ou energia de bateria na turbina para superar a situação, tornando-a muito custosa. Os eletrolisadores centralizados sempre permanecerão operacionais, pois podemos fornecer energia adicional do sistema do navio quando necessário.”

A SwitH2 acredita que é lógico e mais econômico ter uma plataforma centralizada para os eletrolisadores.
Imagem cortesia de Swith2

Solar, além de eólica offshore, faz muito sentido, ele diz. “Combinar eólica, onda e solar é mais estável, mas ainda pode haver dias em que energia de reserva é necessária. O armazenamento de energia na forma de amônia líquida produzida em nosso FPSO é a maneira mais fácil e econômica de fazer isso, e é fácil de armazenar dentro do FPSO. O armazenamento de hidrogênio ou armazenamento em bateria são mais difíceis e não são a solução mais ideal.”

A tecnologia de eletrolisador de membrana de troca aniônica (AEM) , um desenvolvimento de PEM que usa matérias-primas não críticas, também pode oferecer uma solução escalável e econômica, de acordo com os participantes da iniciativa HYScale financiada pela UE. A tecnologia específica, desenvolvida pela CENmat, pode operar de forma estável em densidades de corrente mais altas, diz o CEO Dr. Schwan Hosseiny, e isso significa que a planta pode ser mais compacta. “Requisitos de espaço baixos são importantes porque a instalação de eletrólise projetada para 4-5 terawatts até 2050 exigiria um espaço enorme se os eletrolisadores operassem em baixas densidades de corrente.”