Em um projeto de pesquisa conjunto de cinco centros de competência suíços para pesquisa de energia, cientistas do Instituto Paul Scherrer PSI e colegas prepararam um white paper sobre "Power-to-X" para consideração da Comissão Federal Suíça de Pesquisa Energética (CORE). O objetivo do white paper é reunir os insights mais importantes disponíveis sobre as tecnologias Power-to-X. Entre outras coisas, o estudo lança luz sobre as contribuições que poderiam ser feitas para a estratégia energética da Suíça por diferentes tecnologias baseadas na conversão e armazenamento de várias formas de energia. Os especialistas apresentarão os resultados deste estudo no dia 8 de julho na ETH Zurique.

A Suíça estabeleceu para si mesma a meta de reduzir drasticamente suas emissões diretas de gases de efeito estufa. De acordo com sua Estratégia de Energia 2050, até 2030, as emissões de gases de efeito estufa devem diminuir em 50 por cento em comparação com 1990, e até um máximo de 85 por cento em 2050. Após 2050, o fornecimento de energia na Suíça deve ser neutro para o clima, isso é, sem emissões de gases de efeito estufa, como CO ₂ . Um componente do esforço para atingir esse objetivo poderia ser as chamadas técnicas Power-to-X. Aqui, o excedente de eletricidade de novas fontes de energia renováveis ​​é usado para produzir, através da conversão eletroquímica, transportadores de energia líquida ou gasosa, como hidrogênio, metano, ou metanol. Estes são então usados ​​nos setores de consumo para alimentar veículos ou para gerar calor ou eletricidade novamente. A vantagem é que as fontes de energia líquidas ou gasosas podem ser armazenadas por mais tempo.

No âmbito da Estratégia de Energia 2050, as técnicas Power-to-X são de interesse porque novas fontes de energia renovável de energia fotovoltaica ou eólica não estão disponíveis continuamente, mas sim com intensidade flutuante. Para compensar as fases de baixa geração de energia, espera-se que a energia das fases de produção intensiva seja temporariamente armazenada com a ajuda de técnicas Power-to-X. Assim, os processos Power-to-X podem contribuir para equilibrar o fornecimento e a demanda de energia por um longo período de tempo, aumentar a flexibilidade de curto prazo da rede elétrica por meio do gerenciamento de carga inteligente, e criar substitutos para os combustíveis fósseis, bem como matérias-primas para a indústria.

Uma opção de flexibilidade e um elo entre produção e consumo de energia

Cientistas do Instituto Paul Scherrer PSI, junto com colegas de seis outras universidades e instituições de pesquisa suíças, acumularam informações extensas sobre vários aspectos das tecnologias Power-to-X, incluindo seu potencial de contribuir para a Estratégia de Energia 2050, quais desafios cada tecnologia enfrenta, e quais fatores-chave podem promover seu uso generalizado. Tom Kober, chefe do Grupo de Economia de Energia da PSI e um dos principais autores do white paper encomendado pela Comissão Federal de Pesquisa de Energia da Suíça, resume uma das descobertas:"Em comparação com outras novas fontes de energia renováveis, há um potencial particularmente alto na Suíça para eletricidade a partir de instalações solares, o que torna o Power-to-X uma importante opção de flexibilidade e um elo entre a produção e o consumo de energia de forma sustentável, baixo CO ₂ sistema de energia. "

As contribuições que o Power-to-X pode fazer em setores de energia individuais, como transporte e aquecimento ou por meio de reconversão, são muito diferentes. Assim, a recuperação de eletricidade de fontes de energia como hidrogênio ou metano produzida com métodos Power-to-X ainda é muito cara. "Mas os custos desses processos chamados de Power-to-Power podem diminuir em até dois terços até 2030, graças aos avanços da tecnologia e à crescente experiência com essas novas tecnologias ", Estimativas de Kober. Resta saber até que ponto as tecnologias Power-to-Power podem prevalecer sobre outras opções de flexibilidade no sistema elétrico, até porque também depende da evolução do mercado europeu e das condições associadas para o comércio exterior de eletricidade da Suíça.

A integração do sistema desempenha um papel fundamental

Combustíveis produzidos com eletricidade de fontes renováveis ​​em processos Power-to-X podem substituir combustíveis fósseis, como óleo para aquecimento, gás natural, gasolina, e diesel, ajudando assim a reduzir o CO ₂ emissões. Mas isso só será economicamente viável se mecanismos apropriados de incentivo ambiental entrarem em ação. Os processos de conversão devem ser realizados da forma mais eficiente possível, por um lado minimizar custos e por outro lado preservar recursos. Isso tem implicações não apenas para a seleção de locais para usinas Power-to-X, mas também como a tecnologia pode ser integrada em diferentes mercados.

Portanto, o estudo conclui que, para que o Power-to-X seja aplicado com sucesso no âmbito da Estratégia de Energia 2050, é essencial concentrar a pesquisa e a inovação na integração ideal do Power-to-X no sistema de energia geral da Suíça.

O white paper encomendado pela Comissão Federal Suíça de Pesquisa de Energia (CORE) foi preparado pelos parceiros de cinco centros de competência suíços para pesquisa de energia (SCCER) - Armazenamento de calor e eletricidade, BIOSWEET, CRISTA, FURIES, e Mobilidade - e financiado pela Innosuisse, bem como pelo Escritório Federal Suíço de Energia (SFOE).

The researchers will present the results of the analyses for the white paper "Power-to-X:Perspectives in Switzerland" on July 8th at an event held at ETH Zurich.