Armazenamento de energia Power-to-X

Power-to-X, uma tecnologia fundamental para soluções de armazenamento flexíveis

O que é Power-to-X?

Power-to-X é uma tecnologia fundamental para soluções flexíveis de armazenamento de energia. O termo Power-to-X engloba todas as tecnologias que convertem fontes de energia renováveis ​​ou excedentes de eletricidade em energia armazenada. Os termos P2X e P2Y (PtX/PtY) também são comuns. P representa o excedente temporário que ultrapassa a demanda, e X ou Y representam a forma de energia ou o uso pretendido para o qual a energia elétrica é convertida.

Para converter todo o sistema de fornecimento de energia para 100% de energias renováveis, como parte da descarbonização necessária para a proteção climática, as tecnologias Power-to-X são imprescindíveis devido às flutuações de certas fontes de energia renovável e para abastecer os setores de aquecimento e mobilidade. Isso ocorre porque, com o aumento da participação das energias renováveis, haverá momentos no futuro em que a geração distribuída excederá a demanda, enquanto, durante períodos de baixa produção de energia eólica e solar, os sistemas de armazenamento de energia precisarão entrar em ação para suprir a demanda.

O objetivo da descarbonização é transformar a economia rumo à redução contínua do carbono. O carbono ocorre na natureza tanto em sua forma pura, em diamantes, grafite e caoíta, quanto quimicamente ligado na forma de carbetos, carbonatos, dióxido de carbono, petróleo, gás natural e carvão. A meta ecológica a longo prazo é a criação de uma economia baseada em energia livre de carbono.

Classificação das tecnologias Power-to-X de acordo com a forma de energia

• Power-to-Gas
  (PtG) utiliza eletrólise da água e eletricidade para produzir um gás combustível. Esse gás combustível (hidrogênio, amônia, metano) pode ser armazenado para uso posterior. Entre outras aplicações, pode ser utilizado no setor de transportes como fonte de energia para combustível (especialmente como combustível para navios e aeronaves), como matéria-prima química (geralmente denominada Power-to-Chemicals) ou armazenado na infraestrutura de gás para posterior reconversão em eletricidade em usinas termelétricas a gás.

• Power-to-Heat (PtH, do inglês Power-to-Heat)
  refere-se à geração de calor utilizando energia elétrica. Isso pode ser feito por meio de caldeiras elétricas ou bombas de calor.

• Power-to-Liquid (PtL, do inglês Power-to-Liquid)
  refere-se à conversão de eletricidade em combustível líquido. O processo PtL consiste em uma série de subprocessos distintos. Embora ainda não seja utilizado em escala industrial, esse método tem o potencial de viabilizar o fornecimento de combustível a partir de eletricidade renovável para setores que não podem prescindir de combustível líquido (como a aviação). Além de energia e água, o CO2 é o terceiro insumo essencial para o processo PtL.

Classificação das tecnologias Power-to-X de acordo com sua finalidade de uso

• Conversão de energia em amônia:
  O processo de conversão de energia em amônia visa tornar a energia proveniente de fontes renováveis ​​transportável e armazenável, armazenando-a quimicamente na forma de amônia. Essa energia pode então ser liberada novamente, utilizando a amônia diretamente como combustível livre de carbono ou como fornecedora de hidrogênio.

• Power-
  to-Chemicals refere-se a um processo no qual o excesso de energia elétrica proveniente de fontes de energia renováveis ​​é utilizado para produzir matérias-primas químicas por meio da eletrólise da água e etapas subsequentes de purificação.

• "Power-to-Fuel"
  geralmente se refere à produção de combustíveis sintéticos a partir de eletricidade, os chamados e-combustíveis, para o setor de transportes. É um termo coletivo para diversas vias de produção de combustíveis, como "Power-to-Gas" e "Power-to-Liquid", nas quais a energia elétrica proveniente de fontes renováveis ​​é utilizada para produzir gases combustíveis ou combustíveis líquidos.

• Power-to-Power
  refere-se a uma usina de armazenamento de energia na qual a energia elétrica pode ser armazenada temporariamente durante a engenharia e geração de eletricidade. Dependendo do tipo de usina, as usinas de armazenamento convertem a energia elétrica em energia potencial (energia potencial gravitacional), energia cinética, energia química ou energia térmica, que é armazenada nessa forma por um período específico e convertida novamente em energia elétrica quando necessário.

• Energia para Proteína:
  As proteínas para alimentação podem ser produzidas por meio de uma combinação de biossíntese e processos eletroquímicos. Isso envolve a produção de proteínas a partir das matérias-primas químicas carbono, oxigênio, nitrogênio e hidrogênio.

• Power-to-syngas:
  Gás de síntese a partir do ar e da eletricidade. O carbono oxidado (CO2) pode ser obtido do ar ambiente ou, de forma mais concentrada, dos gases de combustão por meio de lavagem com aminas, podendo então ser convertido em metano pelo processo Sabatier.

 

Relacionado a isto:

• Garagens solares com armazenamento de energia como estações de carregamento solar para carros elétricos
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• Energias renováveis: agora tudo depende dos sistemas de armazenamento de energia

 

Número de usinas Power-to-X na Alemanha

Na Alemanha, um total de 36 usinas Power-to-X estavam em operação em 2020 (dados de novembro de 2020). Diversas usinas entraram em operação em 2019. O termo Power-to-X descreve a conversão de eletricidade proveniente de fontes de energia renováveis ​​em, por exemplo, hidrogênio (“eletrólise da água”) e, se necessário, em metano (“metanização”). O gás resultante pode então ser injetado na rede de gás natural e armazenado nela.

Consumo global de energia primária por fonte de energia

Número de usinas Power-to-X por tipo de usina na Alemanha

Na Alemanha, foram contabilizados 55 projetos de power-to-gas em 2020 (dados de novembro de 2020). Destes, 23 estavam em fase de planejamento. Alguns projetos já foram descontinuados, como um posto de abastecimento de hidrogênio em Hamburgo. O termo power-to-X descreve a conversão de eletricidade proveniente de fontes de energia renováveis ​​em hidrogênio (eletrólise da água) e, se necessário, posteriormente em metano (metanização). O gás resultante pode então ser injetado na rede de gás natural e armazenado nela (power-to-gas).

Número de usinas Power-to-X por produto final na Alemanha

Na Alemanha, um total de 16 usinas Power-to-X estavam em operação em 2020, hidrogênio como produto final (dados de novembro de 2020). O termo Power-to-X descreve a conversão de eletricidade proveniente de fontes de energia renováveis ​​em hidrogênio (“eletrólise da água”) e, se necessário, posteriormente em metano (“metanização”). O gás resultante pode então ser injetado na rede de gás natural e armazenado (“Power-to-Gas”).

Power-to-X

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