E O DESTINO DA HUMANIDADE O PICO DO PETRÓLEO E O DESTINO DA HUMANIDADE CAPÍTULO 4B – Serão as Energias Renováveis capazes de resolver o problema? Robert Bériault Tradução por Luís de Sousa

E então a economia do hidrogénio de que os Terráqueos falam tanto?

Uma economia de hidrogénio: O que implica? É fazível?

A ideia é substituir o petróleo usado nos transportes por hidrogénio. Para tal seria necessário construir: 700 milhões de carros com células de combustível Os complexos de aero-geradores ou de células fotovoltaicas para produzir energia eléctrica renovável As infraestruturas para produzir hidrogénio líquido, armazena-lo e leva-lo ao consumidor Estações de hidrogénio para substituir as actuais de gasolina e gasóleo.

Uma economia de hidrogénio teria também de incluir a camionagem, transportes aéreos e marítimos.

Vantagens do hidrogénio: Pode ser produzido a partir de energia eólica, solar, hídrica ou nuclear Combustão limpa. A água é o único subproduto Portabilidade: Poderá ser a forma mais prática de “levar” energia aos veículos

Problemas do hidrogénio - 1 Características físicas: 10 X mais inflamável que a gasolina O seu alcançe explosivo é 20 X superior ao da gasolina Pouca energia por volume (requer tanques enormes) Chama invisível Tamanho reduzido da molécula de hidrogénio, perde-se facilmente Hidrogénio Número Atómico: 1 Massa Atómica: 1.00797

Problemas do hidrogénio - 2 Ambas as formas de armazenamento são problemáticas Usado como líquido é mais fácil de transportar. MAS RESULTA EM: uma perca de 30% no processo de liquefação + 1.7% de percas por evaporação por dia Quando usado como gás tem de ser guardado a altas pressões (700 – 1400 Kg / cm2) ou Hidrogénio comprimido para usar em autocarros Hidrogénio líquido para usar em carros Relatório da Exxon-Mobil , Outubro de 2004

Problemas do hidrogénio - 2 Ambas as formas de armazenamento são problemáticas De qualquer das formas, o estacionamento interior é para esquecer Relatório da Exxon-Mobil , Outubro de 2004

Problemas do hidrogénio - 2 Transporte para as estações seria problemático = Para transportar a mesma quantidade de energia são necessários 21 camiões de hidrogénio para cada camião de gasolina* * The Future of the Hydrogen Economy: Bright or Bleak?, Baldur Eliasson e Ulf Bossel, ABB Switzerland Ltd.

Problemas do hidrogénio - 3 Efeito na camada de ozono As fugas de hidrogénio seriam semelhantes aos clorofluorocarbonetos (CFCs) Poderia causar indirectamente uma quebra de 10% no ozono atmosférico Os cientistas não estão certos quanto aos efeitos na atmosfera porque ainda têm um conhecimento limitado acerca do ciclo do hidrogénio. Se o hidrogénio substituísse os combustíveis fósseis por inteiro: Instituto de Tecnologia da Califórnia 12 de Junho, 2003

Problemas do hidrogénio - 4 Não é uma fonte de energia mais sim um acomulador de energia Não existem fontes de hidrogénio exploráveis no subsolo É sempre necessária mais energia para produzir hidrogénio do aquela que ele contém* Porquê? – porque o processo cria um produto residual: calor (energia calorífica) A culpa é das leis da termodinâmica! * “The Party’s Over: Oil, War and the Fate if Industrial Societies”, Richard Heinberg

Problemas do hidrogénio - 5 A tecnologia não está pronta: As células de combustível para os carros ainda estão em desenvolvimento É possível que tenhamos de usar o hidrogénio directamente como combustível nos motores de combustão interna

Problemas do hidrogénio - 6 O hidrogénio comercial é quase todo obtido por reformação de gás natural ou gasificação de carvão. * A infraestrutura para produzir hidrogénio por hidrólise da água em larga escala teria de ser construída a partir do nada. * D.R. Simbeck, Vice-Presidente Technology, SFA Pacific, Inc., Mountain View, CA

Problemas do hidrogénio - 7 Custo das infraestruturas: Para se converter uma infraestrutura de gasolina para uma de hidrogénio são necessárias grandes quantidades de : Energia $$$ Capital

Pode-se constatar que o hidrogénio produzido da água é muito mais caro Hidrogénio a partir de água Hidrogénio a partir de carvão Custo da gasolina para o mesmo número de Km percorridos Hidrogénio a partir de gás natural Dólares por galão de energia, tirando imposto Relatório da Exxon-Mobil , Outubro de 2004

De que coisas terias de abdicar se um depósito custasse 400 € ?

Problemas do hidrogénio - 8 Hoje em dia não é produzido hidrogénio a partir de energia eólica ou solar: Simplesmente não faz sentido economicamente porque o gás natural é muito barato Fará algum dia sentido enconomicamente?

Quando o petróleo e o gás encarecerem: Em vez de passarmos ao hidrogénio, fará economicamente mais sentido : Caminhar Comprar um carro a gasolina mais pequeno Andar de bicicleta Andar de transportes públicos

Some analysts conclude that: Alguns analistas concluem que: uma ECONOMIA DE HIDROGÉNIO nunca será economicamente viável

Há muitas notícias sobre etanol nos jornais. O etanol não pode substituir a gasolina?

Plantar o nosso combustível…

Primeiro, Plantar milho para fazer etanol rouba muita terra arável à produção de alimentos

Suponhamos que os americanos trabalhariam como loucos daqui até 2020: …e mudassem todos os seus 300 milhões de carros para etanol produzido a partir de milho… Imagina quanta terra seria necessária para plantar o milho!

Nos dias de hoje a terra arada faz cerca de 19% da área dos EUA Parte vermelha = área necessária para os EUA substituirem as necessidades de gasolina de 2020 da área dos Estados Unidos Nos dias de hoje a terra arada faz cerca de 19% da área dos EUA Relatório da Exxon-Mobil, Outubro de 2004

Num mundo de produção de cereal per cápita em declínio, é sensato criar outro uso para a terra arável?

E aqui fica outra coisa acerca do etanol de milho: A Energia Recuperada por Energia Investida é baixa (1.7 para 1). É necessária quase tanta energia para plantar o milho e produzir o etanol como a que aproveitamos do próprio etanol.

Alguns peritos em energia dizem: Se vamos fazer etanol a partir do milho… … podemos também correr atrás da cauda!!!

Está bem, e então aquele gasóleo que podem fazer a partir daquelas criaturas verdes pequeninas ?

Aquilo de que falas é o biodiesel de algas: Podes encontrar artigos interessantes na internet acerca desta fantástica tecnologia ainda por desenvolver. Se acreditares no que dizem, por uma fracção do custo anual das suas importações, os EUA podem construir instalações capazes de substituir todas as necessidades de combustíveis líquidos do país. Cientista examina um frasco de óleo produzido por algas

Botryococcus, uma alga produtora de óleo Biodiesel de algas: O processo utilizaria as àguas residuais da agricultura e dos esgotos municipais onde cresceriam algas que produzem óleo. Estes óleos podem ser usados direactamente nos motores a diesel se misturados com 10% de metanol. Botryococcus, uma alga produtora de óleo Michael Briggs, Departamento de Física da Universitdade de New Hampshire.

Biodiesel de algas: Se uma coisa é boa de mais para ser verdade… …tira as tuas conclusões Cepticismo à parte, pode valer a pena gastar algum dinheiro a investigar isto.

Ouvi dizer que podem produzir hidrogénio Eu vi painéis solares da minha nave. Eles não podem resolver a crise do petróleo? Ouvi dizer que podem produzir hidrogénio

Os painéis fotovoltaicos (solares) convertem a luz solar directamente em electricidade

US General Services Admin., Região de Pacific Rim Vantagens: Silenciosos Podem ser colocados nos telhados, perto dos pontos de utilização Pouca manutenção, excepto lavagem e descongelação US General Services Admin., Região de Pacific Rim

Problemas da energia solar - 1 Os painéis solares ocupam muita área de superfície Para substituir 1 reactor nuclear seriam necessários 75 km2 de painéis solares no sul do Canadá

Problemas da energia solar - 2 Não funcionam: 1) Quando está nublado (pensa em Novembro e Dezembro) 2) De noite

Problemas da energia solar - 3 A electricidade produzida não pode ser usada nos transportes …a não ser se convertida num combustível

Problemas da energia solar - 4 Muito mais cara do que aquilo a que estamos habituados Electricidade de painéis solares custa presentemente 57¢ por KWH* vs. 6¢ para a electricidade do carvão ou de hidroeléctricas $$$ * http://www.solarbuzz.com

A grande dificuldade com a energia fotovoltaica é não existir uma forma barata de armazenar a electricidade durante o dia… …para que tenhamos energia durante a noite.

Uma maneira de resolver o problema seria converter a energia extra em hidrogénio durante o dia – e converter o hidrogénio outra vez electricidade à noite. Energia solar Hidrogénio Electricidade

O problema em fazer isto, é que em cada passo do processo de conversão, perdemos parte da energia em calor dissipado. As malditas leis da termodinâmica outra vez!

Aqui está um exemplo das perdas de energia em cada passo do processo: A energia solar é usada para produzir hidrogénio por electrólise Célula de combustível converte o hidrogénio em electricidade O hidrogénio é liquefeito para ser armazenado Percas de hidrogénio no transporte e aramzenamento Painel solar produz electricidade Transformação & transmissão Consumidor Percas de energia: 25%* 30%* 15%** 20%z 10% zz * The Future of the Hydrogen Economy: Bright or Bleak? Baldur Eliasson e Ulf Bossel ABB Switzerland Ltd., Corporate Research, Baden-Dättwil / Switzerland ** Relatório Exxon-Mobil, Outubro de 2004 z “Solid Oxide Fuel Cell Developers Claim 50% Efficiency” I.H.S. Petrochemicals “Fuel Cell Efficiency: A Reality Check”, E.V. World zz Overview of the Electric Grid, Departmento de Energia dos EUA

Devido às percas de energia os 57¢ por KWH passam para $1.77 per KWH !!!* A energia solar é usada para produzir hidrogénio por electrólise Célula de combustível converte o hidrogénio em electricidade O hidrogénio é liquefeito para ser armazenado Percas de hidrogénio no transporte e aramzenamento Painel solar produz electricidade Transformação & transmissão Consumidor Percas de energia: 25%* 30%* 15%** 20%z 10% zz *Calculos feitos pelo autor: vê “Ler Mais” no Índice

E nos meus cálculos usei os números mais optimistas! Os canadianos pagam hoje em dia entre 5¢ e 8¢ por KWH Por estes cálculos, uma conta mensal de $100 em hydro-electrética passaria para $2700!!! E nos meus cálculos usei os números mais optimistas! Calculos feitos pelo autor: vê “Ler Mais” no Índice

Problemas da energia solar - 5 A 45º latitude os painéis solares precisam de funcionar 5 anos para recuperarem o seu custo de fabrico.

É pouco provável que no futuro sejamos capazes de fabricar novos painéis solares com a energia que os existentes produzem.

Os custos de fabrico dos painéis solares dependem muito do custo da energia. Por isso tornar-se-ão muito mais caros.

Havia muito vento quando aterrei aqui Havia muito vento quando aterrei aqui. Porque não investe o Canadá em energia eólica? Podiam ter parques eólicos por todo o lado.

Vantagens da energia eólica: Preços quase competitivos com os combustíveis fósseis. Muitos locais adequados no Canadá Não são poluentes depois de construída a infraestrutura É um recusro renovável Grande potencial

Problemas da energia eólica - 1 Produção errática – Os aero-geradores não funcionam quando: 1- O vento é muito forte 2- O vento é muito fraco

Problemas da energia eólica - 2 Produção errática – afecta o custo por KWH Os aero-geradores são classificados de acordo com a sua produção máxima em condições óptimas. A energia realmente produzida por ano é cerca de 16% a 35% dessa capacidade máxima. i.e.: Um conjunto de 1000 Megawatt produziria em média 250 Megawatts durante um ano http://www.eon-netz.com

Problemas da energia eólica - 3 Períodos de inactividade requerem a intervenção dos combustíveis fósseis Por outras palavras, vai ser sempre necessária uma central eléctrica tradicional pronta para os dias sem vento. Vamos precisar de: Nos dias sem vento:

Problemas da energia eólica - 3 Portanto os parques eólicos não reduzirão o tamanho da nossa infraestrutura de combustíveis fósseis.

Problemas da energia eólica - 4 A energia em excesso não é armazenável facilmente Pode ser guardada em forma de hidrogénio líquido ou em água bombeada para reservatórios, mas a infraestrutura tem ainda de ser construída. Outros métodos serão possíveis, se sujeitos a investigação.

Problemas da energia eólica - 5 Não serve para os transportes, tirando 2 casos: 1- Cada KWH produzido a partir do vento é menos 1 KWH de petróleo ou gás que se gasta. O petróleo e gás assim poupados podem ser usados nos transportes. 2- A electricidade pode produzir hidrogénio para usar nos transportes

Peritos em enrgia dizem: O vento é a energia renovável mais rentável a seguir à hidroeléctrica Recomendam que se invista nela fortemente enquanto o petróleo é barato

E então aquele carrito engraçado de ar comprimido E então aquele carrito engraçado de ar comprimido? Podia-se usar a energia eólica ou hídrica para comprimir o ar.

Cerca de oito cavalos de electricidade são usados para gerar um cavalo de ar comprimido.* Será esta uma maneira inteligente de usar a energia eólica ou solar? Podemos dar-nos a esse luxo? E então todos aqueles barris de petróleo necessários para construir o carro? * Minnesota Technical Assistance Program

Se calhar estás a pensar que fomos longe demais a explorar os recursos da Terra. No Capítulo 5 podes ler acerca de uma sociedade antiga que fez o fazemos agora Clica no ícone para escolheres o capítulo