Eletrolisadores para eletrificar a indústria
Necessidade total de água de alimentação para a produção de hidrogénio com eletrolisadores para eletrificar a indústria na Holanda em 2050
De acordo com o Roteiro de Electrificação para a indústria holandesa, prevê-se que a procura total de energia eléctrica cresça significativamente até 2050, à medida que o sector sofre electrificação. A electricidade adicional necessária para utilização industrial poderá atingir até 130 TWh até 2050, satisfazendo 60% das necessidades energéticas totais da indústria. Isto representa um aumento substancial, cerca de três a quatro vezes o actual consumo de electricidade da indústria holandesa. Alcançar os objetivos de transição energética e de sustentabilidade exigirá o fornecimento desta eletricidade a partir de opções renováveis, como o hidrogénio verde.
Para satisfazer plenamente esta procura com hidrogénio verde, será necessário produzir até 6,5 milhões de toneladas por ano, exigindo 75 GW de capacidade de electrólise. Esta, por sua vez, teria de ser alimentada por uma capacidade equivalente de energia renovável, como a energia eólica offshore. Por exemplo, os Países Baixos pretendem 70 GW de capacidade eólica offshore até 2050, alinhando estreitamente com as necessidades energéticas para a produção de hidrogénio verde.
Para além da electricidade, a produção de hidrogénio verde exige como matéria-prima volumes significativos de água. Para atingir a meta, seriam necessários aproximadamente 60 milhões de m3/ano de água ultrapura, o equivalente a 80 milhões de m3/ano de água potável. Comparativamente, o atual consumo anual de água nos Países Baixos é de cerca de 1.200 milhões de m3, sendo que os consumidores utilizam 800 milhões de m3 e as indústrias 400 milhões de m 3 >, principalmente como água potável.
Conceito de água da chuva: água da chuva purificada como água de alimentação do eletrolisador para apoiar a produção de hidrogénio verde
A produção de hidrogénio verde exige volumes significativos de água como matéria-prima. Para atingir o objetivo, seriam necessários aproximadamente 60 milhões de m3/ano de água ultrapura, o equivalente a 80 milhões de m3/ano de água potável.
Para minimizar o impacto da produção de hidrogénio no abastecimento de água existente, podem ser consideradas fontes alternativas como as águas superficiais, subterrâneas ou marinhas. Uma solução inovadora é o conceito Hemelwater, que envolve a utilização de água da chuva purificada como água de alimentação para eletrolisadores. Já amplamente utilizada em operações em estufas, esta abordagem oferece múltiplas vantagens para a produção de hidrogénio verde. A utilização da água da chuva reduziria a procura de água potável, preservando-a para aplicações essenciais. Além disso, a água da chuva é naturalmente macia e tem menos sólidos dissolvidos em comparação com a água da torneira, tornando a sua purificação mais fácil e económica.
Uma instalação com uma capacidade de eletrolisador de 1 GW exigiria cerca de 1,1 milhões de m3/ano de água de alimentação. Com a Holanda a receber uma precipitação média anual de 75 cm, uma área de recolha de águas pluviais de 1,5 km2 seria suficiente para tal planta. Para satisfazer as necessidades de água de alimentação de toda a meta de produção de hidrogénio verde, seria necessária uma área total de recolha de aproximadamente 106 km22 - o equivalente a cerca de metade do tamanho de Amesterdão.