Power-to-X e hidrogênio verde podem ser os principais impulsionadores para acelerar a transição da energia verde e alcançar uma economia de baixo carbono. A Ramboll fez uma análise do potencial de mercado e apresenta considerações sobre como levar as tecnologias emergentes do potencial ao lucro.
A magnitude e velocidade por trás da transição verde dinamiza o mercado de energias renováveis, que representa oportunidades de negócios sem precedentes para empresas e investidores buscando inovação. Tecnologias como Power-to-X atraem pelo potencial que representam para acelerar a transição energética e limpa – particularmente em setores que são difíceis de descarbonizar.
Qual é o potencial de negócio e o que é necessário para realizá-lo?
Em um estudo para a Agência de Energia Dinamarquesa, a Ramboll analisou o potencial do mercado global e a prontidão tecnológica, fornecendo perspectivas relevantes para organizações que desejam investir na cadeia de valor Power-to-X.
O potencial de mercado para Power-to-X
A perspectiva comercial para o hidrogênio verde e outros produtos da Power-to-X está intimamente ligada ao compromisso global de reduzir o aquecimento global e depende do nível de ambição em alcançar a neutralidade líquida de carbono.
Quão ambiciosos serão os governos no estabelecimento de metas climáticas? E essas ambições serão suficientemente concretizadas e desdobradas em ações e políticas públicas? As respostas a essas perguntas terão grande impacto no potencial e nos lucros que poderão ser realizados nos próximos anos.
Para levar em conta os diferentes caminhos para a neutralidade de carbono e o momento deles, consideramos dois cenários da Agência Internacional de Energia (AIE): Os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) e o Caminho para Emissões Líquidas Zero.
Nos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), a neutralidade carbônica será alcançada em 2070 e o aquecimento global está limitado a 1,65°C em relação aos níveis pré-industriais.
Em comparação, o Pathway for Net Zero Emissions (NZE) atinge a neutralidade de carbono em 2050 e limita o aquecimento global em 1,5°C.
Dependendo do cenário, estimamos que o investimento global necessário na tecnologia Power-to-X esteja entre 375-1.418 bilhões de euros em gastos de Capex até 2035.
Para obter o potencial total do mercado – todo o valor criado ao longo da vida do projeto, desde o planejamento até a conclusão – somamos os gastos operacionais e os lucros obtidos nos projetos.
Isso nos dá um potencial total de mercado global estimado de 601-2.319 bilhões de euros no mesmo período.
Mesmo assim, as projeções da Agência Internacional de Energia podem ser consideradas conservadoras em comparação com estimativas de outras instituições globais, como Bloomberg, Hydrogen Council com McKinsey & Co., ou Bain & Company. Em consequência, os números do potencial do mercado global também podem ser considerados como conservadores, e as perspectivas podem ser ainda mais promissoras.
Em suma, há um tremendo potencial comercial em Power-to-X e hidrogênio verde. A questão é como apreendemos e potencializamos isso.
Quer mais detalhes? Explore o estudo completo realizado pela Ramboll para a Agência de Energia Dinamarquesa
Hidrogênio verde: um caminho complexo para concretizar o seu potencial
Os fatores que determinam quando, onde e até que ponto podemos transformar o potencial do Power-to-X em lucro são complexos e vêm com muitas interdependências.
No caso do hidrogênio verde, por exemplo, um dos principais fatores que afetam as projeções é o papel que o hidrogênio desempenhará na demanda final de energia: ou seja, quanto dependeremos do hidrogênio para alcançar a descarbonização em escala global em comparação às outras alternativas, como continuar usando combustíveis fósseis, combinados com tecnologia de captura de carbono?
É uma pergunta sem resposta direta.
A AIE estima que o hidrogênio represente 5% da demanda final de energia até 2050 na previsão dos ODS e 18% no cenário NZE, mas outras estimativas variam muito.
A Bloomberg, por exemplo, estima que a participação do hidrogênio seja de 7% até 2050 em seu cenário de “política fraca” e 25% em seu cenário de “política forte”.
Enquanto isso, a Comissão da UE estima que o hidrogênio verde atenda a 24% da demanda global de energia até 2050. A Comissão da UE também prevê que o hidrogênio verde será competitivo com o hidrogênio de origem fóssil em 2030, em regiões onde a eletricidade renovável é barata.
Se o hidrogênio verde de fato superará as tecnologias concorrentes vai depender muito da competitividade econômica, incluindo o preço esperado.
Esse preço, por sua vez, será determinado por três fatores principais:
- A taxa de aprendizado de tecnologia de eletrólise
- Suposições de fator de carga
- O custo e a disponibilidade de energia renovável
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Levando tecnologias para escala
Na maioria das vezes, as tecnologias necessárias para nos levar do Power ao X já existem (seja o resultado de hidrogênio verde, metanol ou amônia). Muitas das tecnologias são experimentadas e testadas e têm um alto nível de prontidão de mercado, bem como alto potencial de mercado.
Os desafios surgem primeiramente em encontrar soluções para conectar as diferentes tecnologias, secundariamente em escalá-los: aqui, exploramos um novo território.
Temos as peças que precisamos, por assim dizer, mas ainda estamos aprendendo a construir com elas.
Esse processo de aprendizado exige investimento em pesquisas e testes minuciosos para amadurecer o conhecimento das diferentes opções, incluindo os riscos relacionados, e adquirir as experiências necessárias.
Um exemplo:
No topo da escala de potencial, encontramos a eletrólise.
Devido ao seu papel como transportador de energia nos setores de transporte e energia, a eletrólise é uma parte central da equação Power-to-X, e as tecnologias de eletrólise representam o maior potencial de mercado na cadeia de valor Power-to-X. Em nosso estudo, estimamos o tamanho do mercado em 146 bilhões de euros na perspectiva ODS e 1.411 bilhões de euros no cenário Net Zero Emissions.
Olhando para a taxa de aprendizado de tecnologia, espera-se que o preço do equipamento de eletrólise diminua graças às economias de escala. À medida que cresce a demanda por capacidade instalada anual, torna-se economicamente viável investir em plantas fabris de grande porte, o que reduzirá significativamente o custo dos componentes.
Taxa de aprendizado de tecnologia:
Como o custo de uma tecnologia diminui à medida que a experiência com essa tecnologia aumenta, devido a fatores como aprender fazendo e economias de escala: quanto mais produzimos algo, mais barato se torna, à medida que melhoramos o uso e a produção isto.
O IEA projeta uma redução de custos de 66% em um período de 30 anos, correspondendo a uma redução de custos anual de 4% de 2019 a 2050.
No entanto, tudo isso depende da escalabilidade – e embora seja tecnicamente possível, e até provável, não é um dado adquirido.
Para dar suporte ao Power-to-X e à produção de hidrogênio verde, precisamos construir experiência no setor com duplicação e manutenção de unidades e operação em escala.
Quanto mais cedo as tecnologias atingirem escala, mais cedo colheremos os benefícios – tanto ambiental, financeiro e socialmente.
Qual a melhor maneira de alcançar isto?
Embora a velocidade seja essencial, empresas e governos devem priorizar o investimento em um grande volume de projetos de menor escala, que fornecerão a experiência e o conhecimento necessários para entender e gerenciar os riscos de forma eficaz, ao passar para projetos de grande escala.
Energia renovável: aumentando a capacidade e diminuindo o custo
Se voltarmos ao exemplo do hidrogênio verde, outro fator que influencia o preço é a disponibilidade e o custo das energias renováveis.
Para produzir hidrogênio verde, a eletrólise deve ser abastecida com eletricidade de fontes de energia renováveis.
Se você tiver acesso à energia renovável por muitas horas do dia, naturalmente obterá uma alta utilização de seus ativos de eletrólise, portanto, é crucial ter um fornecimento de energia estável e contínuo.
Com isso, o CAPEX dos ativos será reduzido devido à maior produção de hidrogênio. Consequentemente, países e regiões com excelentes condições para a produção de energia renovável, por exemplo energia eólica ou solar – como no Norte da África, Chile ou Austrália – estarão, portanto, em vantagem e entre os maiores produtores de hidrogênio verde nos próximos anos.
O custo nivelado de energia (LCOE – Levelized Cost of Energy) para tecnologias de geração de energia renovável em escala de utilidade já caiu significativamente na última década.
De acordo com a Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA), a energia eólica offshore mostrou uma queda de custo de 29%, a eólica on-shore de 40%, concentrando a energia solar de 47%, enquanto a energia solar fotovoltaica teve uma queda impressionante de 82% no custo. A IRENA espera que esta tendência continue no futuro.
Embora o custo decrescente da geração de energia renovável seja um bom presságio para o hidrogênio verde e o Power-to-X em geral, a energia necessária para alimentar os processos representa um desafio:
- A demanda por energia (especialmente eletricidade) deve aumentar 50% em todo o mundo até 2050, de acordo com a IEA. Embora tecnologias como hidrogênio e Power-to-X possam ser alavancas importantes para a descarbonização, elas também dependem de ainda mais energia de fontes renováveis para atingir a escala necessária para reduções significativas de carbono.
- O que nos leva a um ponto chave: para que Power-to-X e hidrogênio verde sejam soluções verdadeiramente sustentáveis, é necessária uma expansão massiva de energia renovável, especialmente de energia eólica e solar. E podemos conduzir essa expansão muito mais rápido do que fazemos hoje.
- Precisamos olhar para o panorama completo e construir energia renovável e Power-to-X em paralelo
Certificação de hidrogênio verde:
Para a certificação do hidrogênio verde, o uso do suprimento de energia renovável existente pode não ser suficiente. Se você planeja buscar a certificação, é importante consultar a estrutura regulatória aplicável ao mercado específico e à localização geográfica.
Guia Going from ‘Power’ to ‘X’
4 passos para iniciar projetos com confiança.
A principal questão do Power-to-X e do hidrogênio não é se eles atingem escala, mas, quando.
Neste guia, você obtém insights sobre quatro caminhos nas fases iniciais do projeto que são essenciais para elaborar e planejar os projetos de hidrogênio e Power-to-X: financiamento, estratégia de contrato, licenciamento e seleção do local.
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Eugenio Singer
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