Projeto conjunto Fraunhofer: HySecunda – Contribuição H2 para a segurança energética global – produção de hidrogénio verde na África do Sul

🎯🌍 Resumo e Objetivos – Soluções Escaláveis ​​para a Produção de Hidrogênio Verde

O projeto colaborativo HySecunda visa otimizar a produção, o armazenamento, o desenvolvimento de capacidades e a certificação de hidrogênio verde (H2). A África do Sul está prestes a se tornar um dos principais fornecedores de hidrogênio verde, inclusive para a Alemanha. O desafio atual reside no armazenamento e na distribuição desse vetor energético. Nove Institutos Fraunhofer e a Academia Fraunhofer uniram forças no projeto HySecunda para desenvolver soluções para a produção, o armazenamento e a certificação de hidrogênio verde. Além disso, o consórcio apoia o desenvolvimento de capacidades na África do Sul e projetos relacionados a combustíveis de aviação à base de hidrogênio.

🌞🤝 O potencial da África do Sul e a cooperação internacional

Com abundância de fontes de energia renováveis, como a solar e a eólica, a África do Sul tem potencial para se tornar uma grande produtora de hidrogênio limpo e sustentável, o que poderia ser de grande interesse tanto para a Alemanha quanto para a Europa. O país poderia desempenhar um papel fundamental se conseguir desenvolver a infraestrutura necessária para o armazenamento e a distribuição de hidrogênio e reduzir os custos de produção.

💡🔬 Especialização e foco em pesquisa

O projeto HySecunda, que envolve diversos Institutos Fraunhofer, tem como foco o desenvolvimento de soluções práticas e escaláveis ​​para a produção de hidrogênio verde na África do Sul ao longo de um período de três anos. Esses institutos oferecem expertise em microestrutura de materiais e sistemas, economia e engenharia de sistemas energéticos, infraestruturas energéticas, energia geotérmica, cerâmica, pesquisa de silicatos, tecnologias de revestimento, energia eólica, pesquisa de sistemas e inovação e energia solar. Além disso, será implementado um programa educacional especificamente adaptado às necessidades dos 16 estados-membros da Comunidade de Desenvolvimento da África Austral (SADC).

🛡️🌱 Certificação e preparação para o mercado

Um dos principais focos do projeto é também o desenvolvimento de soluções compatíveis com o mercado e com o sistema para a certificação do hidrogênio verde e seus derivados. Análises do sistema energético e estudos de viabilidade econômica ajudam a identificar riscos e as condições estruturais necessárias em um estágio inicial, o que é uma base importante para a comercialização bem-sucedida e a subsequente importação para a Alemanha e a Europa.

🌐✨ Contexto global e sustentabilidade

Para compreender plenamente o projeto HySecunda, é preciso também considerar o contexto global do hidrogênio verde. A Agência Internacional de Energia (IEA) prevê um aumento na demanda por hidrogênio verde como parte dos esforços globais para reduzir as emissões de CO2 e atingir as metas climáticas. O hidrogênio pode ser utilizado como vetor energético em diversos setores, como transporte, indústria e geração de energia. Em particular, a capacidade do hidrogênio de armazenar energia por longos períodos e transportá-la por longas distâncias o torna um pilar fundamental da transição energética.

🤝🌏 Parcerias internacionais e desenvolvimento local

A cooperação entre a Alemanha e a África do Sul na área do hidrogênio também é um exemplo da crescente importância das parcerias internacionais no setor energético. Essas colaborações permitem que a transferência de tecnologia, o desenvolvimento econômico e o combate às mudanças climáticas caminhem juntos. Além disso, esses projetos impulsionam a economia local na África do Sul, criando empregos e fortalecendo a expertise local em energias renováveis.

🚀⚙️ Desafios e caminhos futuros

A tecnologia do hidrogênio ainda enfrenta desafios técnicos e econômicos. Entre eles, destacam-se a eficiência da produção de hidrogênio, particularmente por meio da eletrólise, o custo da energia renovável e a necessidade de desenvolver uma infraestrutura segura e eficiente para o transporte e armazenamento do hidrogênio. Projetos como o HySecunda são cruciais para superar esses desafios e acelerar a transição para um futuro com baixas emissões de carbono.

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• 🏭 Capacitação para a produção de hidrogênio na África do Sul
• 📚 Conceito educacional para energias renováveis ​​na região da SADC
• ✅ Certificação e comercialização de H2 verde
• 🌐 Contexto global do hidrogênio como vetor energético
• ⚡ Utilização do hidrogênio nos transportes, na indústria e na energia
• 🌱 Apoio econômico local por meio das tecnologias H2

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🌟 Principais áreas de inovação tecnológica

Os Institutos Fraunhofer na Alemanha são conhecidos por seu trabalho pioneiro em pesquisa aplicada e desempenham um papel crucial no desenvolvimento de tecnologias inovadoras. Ao promoverem avanços científicos, eles se concentram, entre outras coisas, em quatro áreas principais do setor tecnológico que são de grande importância para a indústria e o meio ambiente.

🔍Expansão da tecnologia de sensores

Em primeiro lugar, os institutos dedicam-se ao desenvolvimento de tecnologia de sensores de última geração. Abordagens inovadoras incluem o desenvolvimento de sensores com maior sensibilidade, que podem ajudar a detectar vazamentos em tanques e dutos de forma mais precoce e confiável. Essa tecnologia de sensores também visa detectar sinais de corrosão e fadiga de materiais mais rapidamente, o que é crucial para a manutenção e a segurança em diversos setores. Por exemplo, o uso desses sensores na indústria de petróleo e gás poderia prevenir danos ambientais e aumentar a eficiência operacional.

🛡️ Inovação em camadas de barreira

Na segunda área, os institutos estão se concentrando em revestimentos inovadores de barreira contra oxigênio e hidrogênio. Esses revestimentos são essenciais para a integridade das células de eletrólise, pois impedem a penetração de oxigênio e hidrogênio em segmentos adjacentes. Revestimentos de barreira aprimorados não apenas prolongam a vida útil das células de eletrólise, mas também aumentam significativamente sua segurança. Isso é particularmente relevante para o setor de energia, onde as células de eletrólise representam uma tecnologia fundamental para o armazenamento de energia renovável na forma de hidrogênio.

💰 Relação custo-benefício das placas bipolares

O terceiro objetivo estratégico concentra-se em revestimentos mais econômicos para placas bipolares (BPPs). As placas bipolares são componentes essenciais em células a combustível e eletrolisadores. Elas atuam como separadores condutores que distribuem simultaneamente os gases de reação. Tradicionalmente, essas placas são feitas de materiais caros, como titânio ou grafite, e frequentemente revestidas com metais preciosos, como ouro ou platina, para aumentar sua vida útil. Os Institutos Fraunhofer visam desenvolver revestimentos mais baratos, porém de alto desempenho, que possam suportar as exigentes condições de operação – temperatura, pressão, voltagens elétricas e ambientes corrosivos.

🌬️ Melhorias nas camadas de transporte

A quarta e última otimização é buscada no desenvolvimento de camadas de transporte porosas (PTLs). Essas camadas são essenciais para o fornecimento de reagentes, como gases e líquidos, bem como para o transporte de íons dentro das células de eletrólise. A melhoria dessas PTLs pode ter um impacto significativo na taxa de reação e na eficiência geral da conversão de energia. Maior eficiência significa que mais energia utilizável é gerada com a mesma quantidade de insumo, o que reduz custos e aumenta a sustentabilidade.

🌍 Contribuição para um futuro sustentável

Os Institutos Fraunhofer trabalham em tecnologias-chave que não só aumentam o desempenho e a segurança dos sistemas, como também podem contribuir para a redução de custos e a proteção ambiental a longo prazo. Esses desenvolvimentos têm o potencial de revolucionar diversos setores industriais, incluindo armazenamento de energia, indústria automotiva, engenharia de plantas e indústria química. Além da busca por eficiência e viabilidade econômica, o trabalho inovador dos Institutos Fraunhofer contribui significativamente para os esforços globais na criação de um futuro sustentável e ecologicamente correto.

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🔬🤝 Necessidades de pesquisa e desenvolvimento para a transição energética

A segurança energética é uma preocupação central para a Alemanha e a Europa, especialmente porque os desenvolvimentos geopolíticos dos últimos anos demonstraram claramente a importância de um fornecimento de energia independente e sustentável. Nesse contexto, projetos de pesquisa e desenvolvimento como o HySecunda não são apenas inovadores, mas essenciais para uma transição energética bem-sucedida e para o alcance das metas climáticas do Acordo de Paris.

🏢💪 Sociedade Fraunhofer: Um ator fundamental

A Sociedade Fraunhofer desempenha um papel fundamental na busca pela segurança energética na Alemanha e na Europa. Como a maior organização de pesquisa aplicada da Europa, ela contribui com sua vasta experiência por meio de projetos multidisciplinares para o desenvolvimento de soluções inovadoras. O compromisso com a área estratégica de pesquisa em tecnologias de hidrogênio, mencionado pelo Prof. Mario Ragwitz, ilustra isso de forma impressionante.

💼🌟 O Projeto HySecunda: Um exemplo brilhante

O projeto HySecunda, lançado em uma reunião inaugural em Halle (Saale) nos dias 29 e 30 de novembro de 2023, é um exemplo notável de tais iniciativas. Com um financiamento de aproximadamente € 15 milhões, apoiado pelo 7º Programa de Pesquisa em Energia do Ministério Federal da Educação e Pesquisa, demonstra a importância que o governo alemão atribui a este tema. O objetivo é promover o hidrogênio verde e seus derivados, particularmente na região da SADC (Comunidade de Desenvolvimento da África Austral), na África do Sul, estabelecendo simultaneamente colaborações de longo prazo.

🤲🏽🔄 Colaboração dentro do consórcio

Os parceiros do consórcio HySecunda, que reúne nove institutos Fraunhofer diferentes, são cruciais para alcançar os ambiciosos objetivos do projeto. Ao compartilharem sua expertise única, eles poderão desenvolver tecnologias inovadoras para a produção e o uso de hidrogênio verde e vetores energéticos sintéticos. De acordo com o Dr. Klemens Ilse, chefe do grupo de Diagnóstico de Materiais para Tecnologias de H2 do Fraunhofer IMWS e líder do projeto, este representa um passo decisivo para a expansão do mercado de hidrogênio verde e seus derivados.

🔋♻️ O hidrogênio como vetor energético do futuro

O hidrogênio desempenha um papel fundamental na descarbonização da indústria e dos transportes, especialmente onde a eletrificação direta é difícil ou mesmo impossível. O hidrogênio verde, produzido por eletrólise utilizando eletricidade proveniente de fontes de energia renováveis, é de particular interesse, pois libera apenas água quando queimado, representando assim uma alternativa limpa.

✈️🌿 Promovendo energia verde no transporte aéreo

O projeto HyShiFT, em parceria com o consórcio HySecunda, visa estabelecer a produção de combustível de aviação verde. Este projeto destaca a relevância do hidrogênio verde no setor da aviação, uma área que necessita urgentemente de soluções sustentáveis ​​devido à elevada demanda por combustível e às emissões.

🏭📈 Importância para a economia regional e criação de valor

A importância desses projetos para o desenvolvimento econômico regional não pode ser subestimada. Colaborações de longo prazo fornecem a base para a criação de valor local, melhoram a infraestrutura energética e levam a uma redução da dependência do carvão e dos combustíveis fósseis importados.

🌍💚 Sustentabilidade e desenvolvimento socioeconômico

Os Institutos Fraunhofer adotam uma abordagem holística que considera os aspectos socioeconômicos juntamente com o desenvolvimento técnico. Não se trata apenas da produção de hidrogênio, mas também do desenvolvimento de modelos de negócios viáveis ​​que permitam uma implementação economicamente sustentável.

🔋🌞 Potencial da região da SADC para o hidrogênio verde

O hidrogênio verde também pode servir como meio de armazenamento para o excedente de energia proveniente de fontes renováveis, e a região da SADC oferece condições ideais para isso devido ao seu alto potencial para energia solar e eólica. Por outro lado, isso poderia significar que a Europa poderia suprir parte de suas necessidades energéticas importando hidrogênio verde ou seus derivados dessa região, aumentando assim sua segurança energética.

🌐🔗 Política energética em rede para o futuro

O compromisso da Sociedade Fraunhofer com as tecnologias de hidrogênio é apenas um aspecto de uma abordagem mais ampla para alcançar a segurança energética. Energias renováveis, como a eólica e a solar, desempenham um papel igualmente importante, assim como a eficiência energética, a interconexão de sistemas energéticos e as tecnologias digitais para a gestão inteligente do fornecimento de energia.

🔍🌱 A pesquisa como motor da inovação e da independência energética

Em suma, o projeto HySecunda é um excelente exemplo de como a pesquisa e o desenvolvimento, aliados à cooperação internacional e a um foco claro na sustentabilidade e na independência energética, podem levar a progressos concretos e soluções inovadoras. Ele demonstra as oportunidades oferecidas pela tecnologia do hidrogênio e o papel que a Alemanha e a Europa desempenham em um mercado de energia globalizado.

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