Especialistas preveem que durante o período do "Décimo Quinto Plano Quinquenal" o hidrogénio verde atingirá a paridade com combustíveis fósseis. A questão principal a ser resolvida é a proporção do custo de construção do projeto.

问AI · O custo do hidrogénio verde é elevado, por que é que os standards químicos se tornaram um gargalo para a redução de custos?

Jornalista: Pan Jun Tian

“Durante o 14.º plano quinquenal, será uma janela crítica para a indústria do hidrogénio da China passar da exploração de pilotos para a escalabilidade, industrialização e comercialização.” No dia 25 de março, durante a Exposição de Hidrogénio da China e a Conferência Internacional de Hidrogénio, o professor da Universidade Tongji e diretor do Comité de Especialistas da Aliança de Hidrogénio da China, Yu Zhuoping, fez este juízo.

Yu Zhuoping sugeriu que, durante o 14.º plano quinquenal, o principal objetivo do desenvolvimento do hidrogénio verde deve ser: o custo de produção de hidrogénio inferior a 15 yuan/kg, o custo de armazenamento e transporte por 100 km reduzido para 3-5 yuan/kg, o custo do hidrogénio para transporte inferior a 25 yuan/kg, alcançando paridade com os combustíveis fósseis; o custo do hidrogénio industrial em paridade com o custo do hidrogénio produzido a partir do gás natural; sob um mecanismo de imposto sobre o carbono, o combustível verde para navios deve estar em paridade com o fuelóleo.

O hidrogénio verde refere-se principalmente ao hidrogénio produzido a partir da eletrólise da água utilizando energia eólica e solar, e parte do hidrogénio verde pode ser processada adicionalmente em produtos como amónia sintética e metanol, que são mais fáceis de armazenar e transportar.

O académico da Academia Chinesa de Ciências e diretor da Escola de Energia da Universidade de Xiamen, Zheng Nanfeng, afirmou que, apenas considerando o custo de produção de hidrogénio, o custo do hidrogénio verde por unidade de peso é de cerca de 15,23 yuan/kg, já próximo do ponto crítico para a aplicação em larga escala, mas na prática de engenharia, o custo pode aumentar rapidamente, sendo atualmente o custo do hidrogénio verde na produção de cerca de 26 yuan/kg.

Ele citou como exemplo que um projeto típico de 150 mil toneladas de amónia verde tem um investimento de cerca de 3 a 4 bilhões de yuan, onde as turbinas eólicas representam 25%, os equipamentos de eletrólise da água representam cerca de 9%, e a construção e instalação, obras públicas e uso de terreno representam cerca de 65%.

Ele analisou ainda que o equipamento de tecnologia eólica custa apenas 1,2 a 1,5 yuan/W, a cotação EPC é de cerca de 3 a 4 yuan/W; o equipamento da tecnologia de produção de hidrogénio é de cerca de 1,2 yuan/W, com cotação EPC de cerca de 4,5 a 6 yuan/W; o equipamento de tecnologia de amónia sintética custa cerca de 400 yuan/(t/a), e a cotação EPC é de cerca de 3000 yuan/(t/a). O CAPEX (despesas de capital) aumentou o custo da amónia verde em cerca de 2000 a 3000 yuan/tonelada, enquanto o preço da amónia líquida comum é de cerca de 2800 yuan/tonelada.

Zheng Nanfeng afirmou que a razão para o elevado CAPEX é que as fábricas de produção de hidrogénio são construídas de acordo com standards químicos, que exigem elevados padrões de segurança.

Durante muito tempo, o hidrogénio, como produto químico perigoso, foi classificado como um projeto químico na sua fase de produção, devendo ser incluído na gestão unificada de parques químicos.

Nos últimos anos, algumas províncias e cidades começaram a levantar gradualmente as restrições sobre as fábricas de eletrólise da água para produção de hidrogénio. Por exemplo, no início de 2024, o Departamento de Energia da Região Autónoma da Mongólia Interior e outros departamentos emitiram um aviso sobre a aceleração do desenvolvimento da indústria do hidrogénio, que propôs claramente a permissão para construir projetos de eletrólise da água com energia solar e eólica fora dos parques químicos e estações de produção de hidrogénio; os projetos de eletrólise da água com energia solar e eólica não precisam de obter licenças de segurança para produtos perigosos.

Zheng Nanfeng afirmou que atualmente os projetos de eletrólise da água e amónia/metanol ainda seguem os standards químicos, e os custos de investimento em construção e obras públicas já ultrapassaram 3 vezes o custo dos equipamentos de processo, havendo uma falta de standards na construção de projetos de energia do hidrogénio.

Ele exemplificou que a configuração das distâncias de segurança de alguns projetos de construção é excessiva, resultando em uma área ocupada demasiado grande; em alguns projetos de obras públicas, o sistema auxiliar (referindo-se a oficinas públicas que fornecem energia como água, eletricidade, gás, frio, calor, etc. diretamente para atividades produtivas industriais) é geralmente projetado com redundância para condições extremas, com capacidade auxiliar excessiva, levando a custos iniciais e de operação elevados.

Segundo informações do jornalista, em algumas regiões da produção de hidrogénio por eletrólise da água e amónia/metanol, para garantir um fornecimento de eletricidade contínuo, estável e seguro, é necessário utilizar “duas fontes de energia” para garantir a mudança sem interrupções em caso de falhas, e o projeto deve solicitar uma maior capacidade de conexão de reserva à rede elétrica.

Zheng Nanfeng sugeriu que a operação e manutenção inteligentes são um caminho importante para a redução de custos do hidrogénio verde, incluindo a melhoria da fiabilidade dos equipamentos, a redução dos investimentos em ativos fixos, a diminuição das despesas operacionais e a eliminação de custos adicionais de conformidade.

Especificamente, Zheng Nanfeng sugeriu que o design dos sistemas auxiliares deve ser modular e integrado; estabelecer um sistema de standards específico para o hidrogénio, definindo o hidrogénio com base nas suas propriedades energéticas, como substituto dos standards químicos atuais.

Yu Zhuoping afirmou que, durante o 14.º plano quinquenal, a energia do hidrogénio precisa resolver o dilema de custos elevados em toda a cadeia de fornecimento, a dificuldade de “disponibilidade de demonstração, mas falta de escalabilidade”, bem como problemas como a insuficiência de infraestrutura, a desconexão entre produção e utilização, desajustamento de cenários e dificuldades de armazenamento.

Em termos de redução de custos de produção, Yu Zhuoping afirmou que a energia do hidrogénio verde deve ter como fonte principal as grandes bases eólicas e solares. Bases integradas de hidrogénio/amónia/metanol em Yunnan, Xinjiang e Nordeste devem representar mais de 70% da capacidade total de produção, enquanto a capacidade de produção de regiões como Bohai, Leste da China, Sichuan e Chongqing, e Shanxi deve representar cerca de 20%, e a capacidade de produção em portos e zonas de zero carbono deve ser limitada a menos de 10%.

Na construção da infraestrutura de armazenamento e transporte, Yu Zhuoping afirmou que deve priorizar a reutilização dos existentes gasodutos de petróleo e gás, linhas ferroviárias principais e vias navegáveis dos portos, complementando com redes de transporte e armazenamento ao longo dos corredores.