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 produção de hidrogênio verde

O projeto conjunto HySecunda visa otimizar a produção, armazenamento, capacitação e certificação de hidrogénio verde (H2). A África do Sul está nos primeiros passos como potencial principal fornecedor de hidrogénio verde, inclusive para a Alemanha. O desafio atual reside no armazenamento e distribuição desta fonte de energia. Nove Institutos Fraunhofer e a Academia Fraunhofer uniram forças no projeto HySecunda para desenvolver soluções para a produção, armazenamento e certificação de hidrogénio verde. Além disso, o consórcio apoia o desenvolvimento de capacidades na África do Sul e projetos sobre combustíveis à base de hidrogénio para a aviação.

🌞🤝 Potencial da África do Sul e cooperação internacional

Com uma abundância de fontes de energia renováveis, como a energia solar e eólica, a África do Sul tem potencial para se tornar um grande produtor de hidrogénio limpo e sustentável, o que poderá ser de grande interesse tanto para a Alemanha como para a Europa. O país poderá desempenhar um papel fundamental se conseguir desenvolver a infraestrutura para armazenar e distribuir hidrogénio e reduzir os custos de produção.

💡🔬 Experiência no assunto e foco de pesquisa

O projeto HySecunda, no qual estão envolvidos vários institutos Fraunhofer, centra-se no desenvolvimento de soluções práticas e escaláveis ​​para a produção de hidrogénio verde na África do Sul durante um período de três anos. Esses institutos oferecem expertise nas áreas de microestrutura de materiais e sistemas, economia energética e tecnologia de sistemas, infraestruturas energéticas, energia geotérmica, cerâmica, pesquisa de silicatos, tecnologias de revestimento, energia eólica, pesquisa de sistemas e inovação e energia solar. Além disso, está a ser implementado um conceito educativo especificamente adaptado às necessidades dos 16 estados da Comunidade de Desenvolvimento da África Austral (SADC).

🛡️🌱 Certificação e preparação para o mercado

O foco principal do projeto está também no desenvolvimento de soluções compatíveis com o mercado e os sistemas para a certificação do hidrogénio verde e seus derivados. As análises do sistema energético e os estudos de viabilidade económica ajudam a identificar os riscos e as condições estruturais necessárias numa fase inicial, o que representa uma base importante para uma comercialização bem sucedida e subsequente importação para a Alemanha e a Europa.

🌐✨ Contexto global e sustentabilidade

Para ter uma visão abrangente do projeto HySecunda, deve-se também ter em conta o contexto global do hidrogénio verde. A Agência Internacional de Energia (AIE) prevê o aumento da procura de hidrogénio verde como parte dos esforços globais para reduzir as emissões de carbono e cumprir as metas climáticas. O hidrogénio pode ser utilizado como fonte de energia em vários setores, como transportes, indústria e produção de energia. Em particular, a capacidade do hidrogénio de armazenar energia durante longos períodos de tempo e transportá-la por longas distâncias torna-o um pilar importante da transição energética.

🤝🌏 Parcerias internacionais e desenvolvimento local

A cooperação entre a Alemanha e a África do Sul no domínio do hidrogénio é também um exemplo da crescente importância das parcerias internacionais na indústria energética. Através destas colaborações, a transferência tecnológica, o desenvolvimento económico e a luta contra as alterações climáticas podem andar de mãos dadas. Estes projectos também promovem a economia local na África do Sul, criando empregos e reforçando as competências locais no domínio das energias renováveis.

🚀⚙️ Desafios e caminhos futuros

A tecnologia do hidrogénio ainda enfrenta desafios técnicos e económicos. Estas incluem a eficiência da produção de hidrogénio, especialmente através da eletrólise, o custo das energias renováveis ​​e a necessidade de desenvolver uma infraestrutura segura e eficiente para o transporte e armazenamento de hidrogénio. Projetos como o HySecunda são cruciais para enfrentar estes desafios e acelerar a transição para um futuro de baixo carbono.

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• ✅ Certificação e comercialização de H2 verde
• 🌐 Contexto global do hidrogénio como fonte de energia
• ⚡ Utilização do hidrogénio nos transportes, indústria e energia
• 🌱 Apoio econômico local por meio de tecnologias H2

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🌟 Principais áreas de inovação tecnológica

Os Institutos Fraunhofer na Alemanha são conhecidos pelo seu trabalho pioneiro em investigação aplicada e desempenham um papel crucial no desenvolvimento de tecnologias inovadoras. Ao promover avanços científicos, concentram-se, entre outras coisas, em quatro áreas principais do sector tecnológico que são de grande importância para a indústria e o 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 projeto de sensores com maior sensibilidade que podem ajudar a detectar vazamentos em tanques e tubulações de forma mais precoce e confiável. Da mesma forma, esta tecnologia de sensores visa detectar mais rapidamente sinais de corrosão e fadiga de materiais, o que é crucial para a manutenção e segurança em diversas indústrias. Por exemplo, a utilização destes sensores na indústria do petróleo e do gás poderia prevenir danos ambientais e aumentar a eficiência operacional.

🛡️ Inovação em camadas de barreira

Na segunda área, os institutos concentram-se em camadas inovadoras de barreira ao oxigénio e ao hidrogénio. Tais revestimentos são essenciais para a integridade das células eletrolíticas, pois evitam que o oxigênio e o hidrogênio entrem nos segmentos adjacentes. Camadas de barreira melhoradas não só prolongam a vida útil das células eletrolíticas, mas também aumentam significativamente a sua segurança. Isto é particularmente relevante para a indústria energética, onde as células electrolíticas representam uma tecnologia chave para armazenar energia renovável sob a forma de hidrogénio.

💰 Custo-benefício das placas bipolares

O terceiro objetivo estratégico centra-se em revestimentos mais económicos para placas bipolares (BPP). As placas bipolares são elementos essenciais em células de combustível e eletrolisadores. Eles servem como camadas de separação condutoras que também distribuem os gases de reação. Tradicionalmente, essas placas são feitas de materiais caros, como titânio ou grafite, e geralmente revestidas com metais preciosos, como ouro ou platina, para aumentar a durabilidade. Os Institutos Fraunhofer se esforçam para desenvolver revestimentos mais baratos, mas de alto desempenho, que possam suportar os altos requisitos operacionais de temperatura, pressão, tensões elétricas e ambientes corrosivos.

🌬️ Melhorias nas camadas de transporte

A quarta e última otimizações são buscadas no desenvolvimento de camadas de transporte porosas (PTL). Estas camadas são essenciais para o fornecimento de reagentes como gases e líquidos, bem como para o transporte de íons dentro das células de eletrólise. Melhorar esses PTLs pode ter um impacto dramático na taxa de reação e na eficiência geral da conversão de energia. Maior eficiência significa que mais energia utilizável é produzida para o mesmo insumo, reduzindo custos e aumentando a sustentabilidade.

🌍 Contribuição para um futuro sustentável

Os Institutos Fraunhofer estão a trabalhar em tecnologias-chave que não só aumentam o desempenho e a segurança dos sistemas, mas também podem contribuir para reduzir custos e proteger o ambiente a longo prazo. Estes desenvolvimentos têm o potencial de revolucionar uma vasta gama de setores industriais, incluindo o armazenamento de energia, o automóvel, a engenharia industrial e a indústria química. Para além dos esforços em prol da eficiência e da relação custo-eficácia, o trabalho de inovação dos Institutos Fraunhofer contribui significativamente para os esforços globais para moldar um futuro sustentável e amigo do ambiente.

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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 nos últimos anos deixaram clara a importância de um fornecimento de energia independente e sustentável. Neste contexto, projetos de investigação e desenvolvimento como o HySecunda não são apenas inovadores, mas também necessários para moldar com sucesso a transição energética e alcançar os objetivos climáticos de Paris.

🏢💪 Fraunhofer-Gesellschaft: um ator central

A Fraunhofer-Gesellschaft desempenha um papel fundamental na busca da segurança energética na Alemanha e na Europa. Sendo a maior organização de investigação orientada para aplicações na Europa, contribui com a sua experiência abrangente através de projetos multidisciplinares para desenvolver soluções inovadoras. O compromisso no campo da investigação estratégica das tecnologias do hidrogénio mencionado pelo Prof. Mario Ragwitz ilustra isto de forma impressionante.

💼🌟 O Projeto HySecunda: Um exemplo brilhante

O projeto HySecunda, lançado numa reunião inicial nos dias 29 e 30 de novembro de 2023 em Halle (Saale), é um excelente exemplo de tais iniciativas. Com um volume de financiamento na ordem dos 15 milhões de euros, apoiado pelo 7º Programa de Investigação Energética do Ministério Federal da Educação e Investigação, fica demonstrada a importância que o Governo Federal atribui ao tema. O objectivo é promover o hidrogénio verde e seus derivados, especialmente na região da SADC na África do Sul, e ao mesmo tempo construir colaborações de longo prazo.

🤲🏽🔄 Colaboração no consórcio

Os parceiros do consórcio HySecunda, que reúne nove institutos Fraunhofer diferentes, são cruciais para a concretização dos ambiciosos objetivos do projeto. Ao combinar a sua experiência única, será possível desenvolver tecnologias inovadoras para a produção e utilização de hidrogénio verde e fontes de energia sintética. De acordo com o Dr. Klemens Ilse, líder do grupo de diagnóstico de materiais para tecnologias H2 no Fraunhofer IMWS e responsável pelo projeto, o projeto é um passo crucial para o crescimento do mercado de hidrogênio verde e seus derivados.

🔋♻️ Hidrogênio como fonte de energia do futuro

O hidrogénio desempenha um papel fundamental na descarbonização da indústria e dos transportes, especialmente onde a eletrificação direta é difícil ou impossível. O hidrogénio verde, obtido por eletrólise a partir de eletricidade proveniente de energias renováveis, está particularmente em destaque porque só liberta água quando queimado e é, portanto, uma alternativa limpa.

✈️🌿 Promovendo energia verde na aviação

O projeto HyShiFT, com o qual o consórcio HySecunda mantém parceria, visa estabelecer a produção de combustível de aviação verde. Este projeto sublinha a relevância do hidrogénio verde também no setor da aviação, uma área que necessita urgentemente de soluções sustentáveis ​​devido às elevadas necessidades de combustível e às emissões.

🏭📈 Importância para a economia regional e criação de valor

A importância de tais projectos para o desenvolvimento económico regional não deve ser subestimada. As colaborações a longo prazo fornecem a base para a criação de valor local, melhoram as infra-estruturas energéticas e reduzem a dependência do carvão e dos combustíveis fósseis importados.

🌍💚 Sustentabilidade e desenvolvimento socioeconômico

Os Institutos Fraunhofer seguem uma abordagem holística que leva em conta aspectos socioeconômicos, além do desenvolvimento técnico. Não se trata apenas da produção pura de hidrogénio, mas também do desenvolvimento de modelos de negócio viáveis ​​que permitam uma implementação economicamente sustentável.

🔋🌞 Potencial da região da SADC para hidrogénio verde

O hidrogénio verde também pode servir como meio de armazenamento para o excesso de energia proveniente de fontes renováveis, e a região da SADC oferece aqui condições ideais graças ao seu elevado potencial de energia solar e eólica. Por outro lado, isto poderia significar que a Europa poderia cobrir parte das suas necessidades energéticas importando hidrogénio verde ou seus derivados desta região, aumentando assim a sua segurança energética.

🌐🔗 Política energética em rede para o futuro

Contudo, o compromisso da Fraunhofer-Gesellschaft com as tecnologias do hidrogénio é apenas um aspecto de uma abordagem mais ampla para alcançar a segurança energética. As energias renováveis, como a energia eólica e a solar, desempenham um papel tão importante como a eficiência energética, a ligação em rede de sistemas energéticos e as tecnologias digitais para o controlo inteligente do fornecimento de energia.

🔍🌱 A pesquisa como motor de inovação e independência energética

Em suma, o projeto HySecunda é um excelente exemplo de como a investigação e o desenvolvimento, juntamente com a colaboração internacional e um foco claro na sustentabilidade e na independência energética, podem levar a progressos concretos e soluções inovadoras. Mostra quais as oportunidades que a tecnologia do hidrogénio oferece e qual o papel que a Alemanha e a Europa desempenham num mercado energético globalizado.

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