Um dos maiores desafios climáticos do mundo é a descarbonização do uso de energia fóssil que não pode ser eletrificada diretamente usando energia renovável. Entre os chamados setores "difíceis de diminuir" (HTA) estão as principais indústrias que dependem de combustíveis fósseis, seja para energia de alta temperatura ou para matérias-primas químicas. Estes incluem ferro e aço, cimento, produtos químicos e materiais de construção, juntos responsáveis ​​por aproximadamente 30% do CO anual do mundo₂ emissões.
Outro setor de HTA é o transporte pesado, como caminhões e remessas, que é mais difícil de eletrificar do que o transporte de passageiros porque exigiria baterias enormes que aumentam o peso do veículo e levam muito tempo para carregar.

À medida que os países examinam os caminhos para a descarbonização, países relativamente ricos, como os EUA e grande parte da Europa, estão buscando estratégias focadas na geração de energia renovável e veículos elétricos. A China enfrenta desafios significativamente diferentes devido a um perfil distinto de emissão de carbono resultante dos papéis muito maiores que as indústrias pesadas de HTA desempenham em sua economia.

Nova pesquisa publicada em Nature Energy examina como a China - de longe o maior produtor de ferro, aço, cimento e materiais de construção - pode potencialmente utilizar hidrogênio limpo (hidrogênio "verde" e "azul") para descarbonizar setores de HTA e ajudar a alcançar seus compromissos de descarbonização de 2030 e 2060 . O hidrogênio verde é feito pela divisão de moléculas de água—H₂ O—usando eletricidade renovável, enquanto o hidrogênio azul é produzido convencionalmente, a partir de combustíveis fósseis, mas combinado com captura e armazenamento de carbono.

O novo artigo do Projeto Harvard-China sobre Energia, Economia e Meio Ambiente, um programa de pesquisa colaborativa EUA-China baseado na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson, é o primeiro estudo até hoje que usa uma abordagem de modelagem integrada avaliar o uso potencial de hidrogênio limpo em todo o sistema de energia e economia da China, a fim de cumprir sua meta de zero líquido em 2060.

"Preencher essa lacuna de pesquisa ajudará a traçar um roteiro mais claro para o CO₂ da China de emissões", explica o principal autor do artigo Xi Yang, pesquisador do Projeto Harvard-China. economias com grandes setores industriais e de transporte pesados."

O estudo avaliou três questões:Quais são os principais desafios da descarbonização dos setores de ATS? Quais são as possíveis funções do hidrogênio limpo como transportador de energia e matéria-prima nos setores de HTA? E a aplicação generalizada de hidrogênio limpo nos setores de HTA seria econômica em comparação com outras opções?

Para analisar a relação custo-benefício e o papel do hidrogênio limpo em toda a economia da China – com ênfase nos setores de HTA pouco pesquisados ​​– a equipe construiu um modelo de sistema integrado de energia que inclui oferta e demanda em todos os setores. Os resultados mostram que uma aplicação generalizada de hidrogênio limpo em setores de HTA pode ajudar a China a alcançar a neutralidade de carbono de forma econômica em comparação com um cenário sem produção e uso de hidrogênio limpo. O hidrogênio limpo pode economizar US$ 1,72 trilhão em custos de investimento e evitar uma perda de 0,13% no PIB agregado (2020-2060) em comparação com um caminho sem ele.

Os pesquisadores também examinaram o tipo de hidrogênio limpo – verde ou azul – que seria mais econômico. O estudo indica que o custo médio do hidrogênio verde da China pode ser reduzido para US$ 2/kg de hidrogênio até 2037 e US$ 1,2/kg até 2050, quando será muito mais econômico do que o hidrogênio azul (US$ 1,9/kg).

"A China tem ricos recursos inexplorados de energia solar e eólica, tanto onshore quanto offshore", explica Chris P. Nielsen, coautor do artigo e diretor executivo do Projeto Harvard-China. “Esses recursos dão à China vantagens no desenvolvimento de hidrogênio verde para uso em seus setores industrial e de transporte”.

E, embora a descarbonização desses setores difíceis de diminuir seja fundamental para a ação climática, ela pode trazer benefícios adicionais. Novos mercados para o hidrogênio verde também podem ajudar na transição do sistema de energia para fontes renováveis. Nielsen explica que a produção de hidrogênio verde faria isso fornecendo uma forma comparativamente flexível de demanda de eletricidade que não precisa ser atendida instantaneamente, como a maioria das cargas de eletricidade. Em vez disso, muitas vezes pode ser agendado, pelo menos dentro de prazos curtos. Essa flexibilidade de demanda é valiosa para os gerentes de rede, ajudando-os a acomodar a variabilidade inerente das fontes de energia renovável à medida que são afetadas pelas mudanças nas condições meteorológicas. + Explorar mais

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