Por que precisamos transformar nosso mundo em um planeta elétrico sustentável

Por que precisamos transformar nosso mundo em um planeta elétrico sustentável

Quero que você imagine uma estrada dedicada exclusivamente ao fornecimento de energia do mundo.

Cada pista é restrita a caminhões que transportam uma das sete fontes de energia primária em larga escala do mundo: carvão, petróleo, gás natural, nuclear, hidrelétrica, solar e eólica.

Nossa segurança energética atual tem um preço, as emissões de dióxido de carbono dos caminhões nas três faixas mais movimentadas: as de carvão, petróleo e gás natural.

Não podemos simplesmente colocar obstáculos durante a noite para parar esses caminhões; eles estão carregando a esmagadora maioria do suprimento de energia do mundo.

Mas e se expandirmos a produção de eletricidade limpa transportada pelos caminhões nas faixas solar e eólica - três ou quatro vezes - em um futuro de energia limpa economicamente eficiente?

Pense em carros elétricos em vez de carros a gasolina. Pense em fábricas elétricas em vez de fábricas que queimam petróleo. Mais limpo e mais barato de operar. Uma transição ordenada baseada em tecnologia. Problemas criados pela tecnologia, resolvidos pela tecnologia.

Não se engane, este será o maior desafio de engenharia já realizado. O sistema de energia é enorme e, mesmo com um esforço internacionalmente comprometido e focado, a transição levará muitas décadas.

Também exigirá planejamento e reciclagem respeitosos para garantir que os indivíduos e as comunidades afetadas, que alimentam nosso progresso energético por gerações, sejam apoiados durante a transição.

Como Tony, um trabalhador de uma usina a carvão de Gippsland, observou da platéia programa de perguntas e respostas desta semana:

A força de trabalho é altamente inovadora, estamos prontos para o desafio, nos adaptaremos ao que for colocado à nossa frente e provamos isso no passado.

Este é um lembrete de que, se governos, indústrias, comunidades e indivíduos compartilham uma visão, uma transição positiva pode ser alcançada.

Os impressionantes avanços tecnológicos que testemunhei nos últimos dez anos me deixam otimista.

A energia renovável está crescendo em todo o mundo e agora está sendo fornecida a um custo significativamente mais baixo do que nunca.

Na Austrália, o custo de produção de eletricidade a partir de energia eólica e solar está agora em torno de A $ 50 por megawatt-hora.

Mesmo quando a variabilidade é confirmada com o armazenamento, o preço da eletricidade solar e eólica é menor do que a geração de eletricidade a gás existente e semelhante à geração de eletricidade a carvão de nova construção.

Isso resultou em uma absorção substancial de energia solar e eólica na Austrália e, mais importante, em projeções de um Redução de 33% nas emissões no setor elétrico até 2030, quando comparado aos níveis de 2005.

E essa tendência de preços continuará apenas, com um relatório recente das Nações Unidas observando que, somente na última década, o custo da eletricidade solar caiu em 80%e está definido para cair ainda mais.

Então, estamos a caminho. Nós podemos fazer isso. Repetidamente, demonstramos que nenhum desafio à humanidade está além da humanidade.

Por fim, precisaremos complementar a energia solar e eólica com uma gama de tecnologias, como altos níveis de armazenamento, transmissão de longa distância e muito mais eficiência na maneira como usamos a energia.

Mas enquanto essas tecnologias estão sendo ampliadas, precisamos de um companheiro de energia hoje que possa reagir rapidamente às mudanças na produção solar e eólica. Um companheiro de energia que é relativamente baixo em emissões e que só opera quando necessário.

No curto prazo, como o Primeiro Ministro Scott Morrison e o Ministro da Energia Angus Taylor anteriormente declarado, o gás natural desempenhará esse papel crítico.

De fato, o gás natural já está possibilitando às nações a transição para um fornecimento de eletricidade confiável e com emissões relativamente baixas.

Veja a Grã-Bretanha, onde a geração de eletricidade a carvão tem despencou de 75% em 1990 para apenas 2% em 2019.

Isso levou a um aumento da energia solar, eólica e hidrelétrica, passando de 2% para 27%. Ao mesmo tempo, e isso é fundamental para a entrega de um suprimento confiável de eletricidade, a eletricidade do gás natural aumentou de praticamente zero em 1990 para mais de 38% em 2019.

Estou ciente de que a construção de novos geradores de gás natural pode ser visto como problemático, mas por enquanto vamos supor que, com energia solar, eólica e gás natural, obteremos um fornecimento confiável de eletricidade com baixas emissões.

Isso é suficiente? Na verdade não.

Ainda precisamos de uma fonte de alta densidade de combustível transportável para caminhões pesados ​​de longa distância.

Ainda precisamos de uma matéria-prima química alternativa para produzir a amônia usada na produção de fertilizantes.

Ainda precisamos de um meio de transportar energia limpa de um continente para outro.

Digite o herói: hidrogênio.

O hidrogênio é abundante. De fato, é o elemento mais abundante no universo. O único problema é que não há nenhum lugar na Terra onde você possa perfurar um poço e encontrar gás hidrogênio.

Não entre em pânico. Felizmente, o hidrogênio está ligado a outras substâncias. Todos nós sabemos: água, o H em H₂O.

Temos duas maneiras viáveis ​​de extrair hidrogênio, com emissões quase nulas.

Primeiro, podemos dividir a água em um processo chamado eletrólise, usando eletricidade renovável.

Segundo, podemos usar carvão e gás natural para separar a água, capturar e enterrar permanentemente o dióxido de carbono emitido ao longo do caminho.

Sei que alguns podem ser céticos, porque a captura e o armazenamento permanente de carbono não são comercialmente viáveis ​​no setor de geração de eletricidade.

Mas o processo de produção de hidrogênio é significativamente mais econômico, por duas razões cruciais.

Primeiro, como o dióxido de carbono é deixado para trás como parte residual do processo de produção de hidrogênio, não há etapa adicional e pouco custo adicional para sua extração.

E segundo, como o processo opera com uma pressão muito maior, a extração do dióxido de carbono é mais eficiente em termos de energia e mais fácil de armazenar.

Voltando à rota de produção de eletrólise, também devemos reconhecer que, se o hidrogênio for produzido exclusivamente a partir da eletricidade solar e eólica, agravaremos a carga nas faixas renováveis ​​de nossa rodovia de energia.

Pense por um momento nas vastas quantidades de aço, alumínio e concreto necessárias para apoiar, construir e fazer manutenção de estruturas solares e eólicas. E os metais de cobre e terras raras necessários para os fios e motores. E o lítio, níquel, cobalto, manganês e outros materiais de bateria necessários para estabilizar o sistema.

Seria prudente, portanto, proteger contra possíveis limitações de recursos com outra fonte de energia.

Bem, produzindo hidrogênio a partir de gás natural ou carvão, usando captura de carbono e armazenamento permanente, podemos adicionar mais duas faixas à nossa estrada de energia, garantindo que temos quatro fontes de energia primárias para atender às necessidades do futuro: solar, eólica, hidrogênio do gás natural e hidrogênio do carvão.

Além disso, uma vez extraído, o hidrogênio fornece soluções únicas para os desafios que enfrentamos em nosso futuro planeta elétrico.

Primeiro, no setor de transportes, o maior usuário final de energia da Austrália.

Porque combustível hidrogênio carrega muito mais energia do que o peso equivalente das baterias, fornece uma alternativa viável e de maior alcance para alimentar ônibus de longo curso, caminhões B-duplos, trens que viajam de minas na Austrália central a portos costeiros e navios que transportam passageiros e bens em todo o mundo.

Segundo, na indústria, onde o hidrogênio pode ajudar a resolver alguns dos maiores desafios de emissões.

Veja a fabricação de aço. No mundo de hoje, o uso de carvão na fabricação de aço é responsável por uma impressionante 7% das emissões de dióxido de carbono.

A persistência dessa forma de produção de aço fará com que esse percentual cresça frustrantemente mais alto à medida que progredimos na descarbonização de outros setores da economia.

Felizmente, o hidrogênio limpo pode não apenas fornecer a energia necessária para aquecer os altos-fornos, mas também substituir o carbono do carvão usado para reduzir o óxido de ferro ao ferro puro do qual o aço é produzido. E com o hidrogênio como agente redutor, o único subproduto é o vapor de água.

Isso teria um impacto revolucionário no corte de emissões globais.

Terceiro, o hidrogênio pode armazenar energia, não apenas para um dia chuvoso, mas também para enviar o sol de nossas costas, onde é abundante, para os países onde é necessário.

Deixe-me ilustrar esse ponto. Em dezembro do ano passado, tive o privilégio de testemunhar o lançamento do primeiro navio cargueiro de hidrogênio liquefeito do mundo no Japão.

Enquanto o navio entrava na água, eu o vi não apenas como o lançamento do primeiro navio do tipo a ser construído, mas como o lançamento de uma nova era na qual a energia limpa será rotineiramente transportada entre os continentes. Sol de envio.

E, finalmente, como o hidrogênio opera de maneira semelhante ao gás natural, nossos geradores de gás natural podem ser reconfigurados no futuro para rodar com hidrogênio - transformando um legado potencial em um bônus adicional.

Economia movida a hidrogênio

Estamos realmente no início de uma nova e próspera indústria.

Há quase Um mercado global de US $ 2 trilhões para o hidrogênio em 2050, supondo que possamos elevar o preço da produção de hidrogênio para substancialmente abaixo de A $ 2 por quilograma.

Na Austrália, temos a terra disponível, os recursos naturais, a inteligência tecnológica, as redes globais e a experiência no setor.

E agora temos o compromisso, com o Estratégia Nacional de Hidrogênio adotado por unanimidade em uma reunião dos governos da Commonwealth, do estado e do território no final do ano passado.

De fato, ao refletir sobre meu mandato como Cientista Chefe, neste último ano, presidir o desenvolvimento dessa estratégia foi uma das minhas conquistas mais orgulhosas.

Os resultados completos não serão vistos da noite para o dia, mas semearam as sementes e, se continuarmos a cuidar delas, elas crescerão em um campo totalmente novo de aplicações práticas e possibilidades inimagináveis.

Este é um extrato editado de um discurso ao National Press Club of Australia em 12 de fevereiro de 2020. O discurso completo está disponível aqui.A Conversação

Sobre o autor

Alan Finkel, cientista chefe da Austrália, Escritório do cientista chefe

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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