Impulsionando o futuro: acelerando a adoção de veículos elétricos com armazenamento inovador de energia
Dr. Alex Ivanenko
Em 2023, mais de um milhão de novos veículos elétricos foram vendidos nos Estados Unidos — um recorde. Estima-se que o número de veículos elétricos em operação nos EUA crescerá dos atuais 3,5 milhões para mais de 28 milhões em 2030, em apenas seis anos. A transição para veículos elétricos tem impulsionado a redução de carbono, mas também enfrenta desafios, como manter o fornecimento de energia em linha com a crescente demanda impulsionada pelos veículos elétricos.
Além disso, os centros de dados de inteligência artificial estão consumindo mais energia, tornando-se uma pressão adicional nas redes elétricas. Até 2030, veículos elétricos e centros de dados irão consumir tanta energia quanto 50 milhões de lares e custar até US$ 2 trilhões em atualizações.
Uma infraestrutura confiável, generalizada, econômica e neutra para o clima é essencial para apoiar os milhões de veículos elétricos em circulação atualmente e os milhões que estão por vir nos próximos anos. Preparar a rede elétrica para este futuro terá implicações econômicas, climáticas e de segurança nacional significativas.
Em um cenário ideal, a infraestrutura de carregamento de veículos elétricos seria totalmente baseada em fontes de energia renovável. Contudo, na prática, a realidade da energia é mais complexa, com a eletricidade derivada de combustíveis fósseis sendo mais barata e acessível em muitos locais.
A produção de energia com zero emissões líquidas apresenta desafios, incluindo a limitação de outras energias renováveis devido à geografia. Para resolver a intermitência dessas fontes, é necessário encontrar métodos de armazenamento de energia de longa duração. Inovações recentes têm focado no armazenamento de baterias de curto prazo, mas a atenção está migrando para o hidrogênio como solução para armazenamento de energia de longo prazo.
O sistema Hydrogen LDES utiliza o hidrogênio como meio para armazenar energia por períodos prolongados, podendo alimentar estações de carregamento de veículos elétricos, entre outras aplicações.
Fontes renováveis, como solar e eólica, são utilizadas na eletrólise para dividir a água em hidrogênio e oxigênio. O hidrogênio “verde” produzido, ou seja, com zero emissões de carbono, pode ser armazenado por longos períodos sem perdas significativas. Quando necessário, o hidrogênio pode ser convertido em eletricidade por meio de células de combustível, podendo alimentar as estações de carregamento de veículos elétricos.
O Hydrogen LDES proporciona um suprimento de energia estável e confiável, garantindo o acesso à energia para as estações de carregamento mesmo em variações diárias ou sazonais das energias renováveis. Ademais, pode fornecer energia adicional durante picos de demanda, reduzindo a tensão na rede elétrica e evitando atualizações caras.
Enquanto as baterias são eficazes em aplicações de rede e arbitragem energética, a tecnologia do hidrogênio oferece possibilidades onde as soluções tradicionais são limitadas. O armazenamento de hidrogênio permite a instalação de estações de carregamento de veículos elétricos em locais remotos ou fora da rede, onde as conexões elétricas convencionais são inviáveis.
Sistemas de armazenamento de hidrogênio podem ser dimensionados para atender diversas demandas de energia, conectando tanques adicionais às configurações existentes. Essa flexibilidade permite uma rede de carregamento de veículos elétricos mais adaptável e resiliente, capaz de crescer com o aumento da frota de veículos elétricos, e abre caminho para microrredes locais.
Contudo, há desafios a serem enfrentados com o armazenamento de hidrogênio, como perdas de eficiência inerentes ao processo de eletrólise e reconversão em eletricidade. Além disso, a infraestrutura necessária para produzir, armazenar e distribuir hidrogênio requer mais investimento e coordenação do que os sistemas de bateria tradicionais, além de medidas rigorosas de segurança devido à inflamabilidade do hidrogênio.
Para superar esses desafios, a HyWatts desenvolveu a inovadora Power-Plant-in-a-Box™, que combina geração solar e armazenamento de hidrogênio em um único sistema para fornecer energia renovável no local. Sua principal inovação é a célula de combustível de hidrogênio com membrana de troca de prótons de alta temperatura reversível (HTPEM), que integra eletrolisador e célula de combustível em uma unidade eficiente, utilizando hidrogênio como meio de armazenamento de energia a um custo menor do que sistemas de bateria convencionais.
A integração da geração solar, eletrolisador e célula de combustível simplifica a produção de hidrogênio e eletricidade, reduzindo despesas de capital em até 50% em comparação com tecnologias convencionais, e ainda mais em relação às baterias de íons de lítio existentes.
Conforme a adoção de veículos elétricos aumenta, a demanda por energia cresce. O armazenamento de hidrogênio de longa duração pode ser a solução para fornecer energia estável aos carregadores de veículos elétricos. Apesar de desafios iniciais, inovações como a da HyWatts têm potencial para tornar o armazenamento de hidrogênio uma opção custo-benefício viável. Adotar o armazenamento de hidrogênio é fundamental para apoiar milhões de veículos elétricos e um futuro sustentável.
Dr. Alex Ivanenko, Fundador da HyWatts
