DENSO to unlock the potential of local hydrogen

DENSO Fukushima, com sede em Tamura, Fukushima

O hidrogénio é um combustível que não produz emissões de CO₂ quando queimado, uma caraterística definidora que assinala múltiplas aplicações potenciais em vários domínios. Assim, determinada a desbloquear este potencial, a DENSO Fukushima lançou um projeto de demonstração em março de 2023 para testar a viabilidade da utilização de energia de hidrogénio em Tamura.

Representando os esforços combinados da DENSO, DENSO Fukushima e Toyota Motor Corporation, o projeto envolve a produção de hidrogénio verde para utilização no local, um passo fundamental para alcançar a neutralidade de carbono nas instalações de produção. O conhecimento e as perceções gerados por estes testes serão também integrados numa visão mais vasta e abrangente: estabelecer um modelo baseado em Fukushima para a produção local de hidrogénio para consumo local.

Neutralidade de carbono, as fábricas em primeiro lugar

Ao anunciar, em outubro de 2020, o objetivo de alcançar a neutralidade de carbono até 2050, o governo japonês estabeleceu uma direção clara para o país e a tarefa de eliminar as emissões de CO₂ tornou-se rapidamente uma prioridade, moldando as conversas em vários setores.

Os esforços de descarbonização são particularmente cruciais para a indústria transformadora do Japão, uma vez que esta é responsável por cerca de 40% das emissões nacionais de CO₂. Dado o potencial do hidrogénio para compensar e eliminar emissões, o projeto em curso na DENSO Fukushima está alinhado com estes esforços para criar fábricas neutras em termos de carbono.

O objetivo é utilizar o hidrogénio para descarbonizar primeiro as operações da fábrica e, em última análise, estabelecer um sistema energético local em que o hidrogénio produzido localmente seja consumido nessa região.

A primeira abordagem envolve esforços de conservação de energia: a energia utilizada nas fábricas é registada para ajudar a identificar e reduzir os padrões de consumo de energia que geram desperdício.

O próximo passo é produzir mais energia renovável no local e a DENSO Fukushima já tem uma série de instalações de energia solar e eólica instaladas, com planos para produzir ainda mais eletricidade através dos seus próprios painéis solares num futuro próximo.

As energias renováveis desempenham um papel fundamental na sua terceira abordagem: uma mudança para fontes renováveis para a eletricidade fornecida pela rede externa.

A quarta abordagem, por sua vez, centra-se na utilização do hidrogénio como substituto do GPL para produzir energia térmica para o fabrico, uma vez que entre os vários componentes de automóveis fabricados na DENSO Fukushima se encontram os permutadores de calor (radiadores) e os módulos de ar condicionado, que utilizam ambos uma quantidade particularmente elevada de calor no seu fabrico.

Como parte dos esforços contínuos de redução das emissões, uma parte deste processo passará de fornos a gás para fornos elétricos, enquanto o hidrogénio substituirá o GPL como combustível para o forno de pós-combustão do forno*1, que é utilizado para desintoxicar os gases de emissão da fábrica.

Ao incorporar equipamento de eletrólise da água desenvolvido pela Toyota Motor Corporation com base na tecnologia do seu veículo a pilha de combustível "MIRAI", a fábrica DENSO de Fukushima pretende produzir o seu próprio hidrogénio localmente.

As células de combustível produzem eletricidade através da combinação de hidrogénio e oxigénio, enquanto a eletrólise da água produz hidrogénio e oxigénio. Por outras palavras, as reações dos dois processos são invertidas, embora a estrutura global seja essencialmente a mesma. Reutilizando a tecnologia dos automóveis "MIRAI" para criar equipamento de eletrólise da água e normalizando os materiais e componentes relacionados, poderá ser possível criar um sistema altamente fiável para a produção de hidrogénio a um custo relativamente baixo.

A energia produzida no local a partir de fontes de energia renováveis é utilizada para produzir hidrogénio "verde"*2, sendo o combustível resultante também armazenado localmente. Este hidrogénio armazenado é então fornecido à fábrica sempre que as linhas de produção o necessitem. Isto significa que todas as etapas necessárias para uma cadeia de abastecimento completa de hidrogénio - produção, armazenamento, transporte e utilização - podem ser estabelecidas localmente. Se esta iniciativa atual for bem sucedida, constituirá um passo importante no caminho para a construção de um sistema energético local.

Hoje em dia, a neutralidade de carbono está a tornar-se essencialmente o preço de admissão no mundo dos negócios para os fabricantes e, se estes não estiverem a reduzir a sua pegada de carbono, poderão em breve ver-se simplesmente impossibilitados de vender os seus produtos. É por isso que a DENSO se esforça por criar um caso de fábricas neutras em termos de carbono e por fazer a sua parte para proteger a produção a longo prazo.

Encontrar a melhor solução para o hidrogénio

A perspetiva de produção local de hidrogénio para consumo local promete ter um impacto significativo e de grande alcance tanto na sociedade como na indústria. No entanto, o caminho para atingir este objetivo não é isento de obstáculos, uma vez que há inúmeros desafios a ultrapassar, desde questões técnicas a preocupações relacionadas com os custos. Além disso, para que o hidrogénio passe a fazer parte da vida quotidiana, será necessário encontrar as aplicações mais eficazes para ele. Isto porque, embora o hidrogénio apresente muitas vantagens como fonte de energia, não é necessariamente adequado para substituir todas as outras opções.

A verdade é que, mesmo em algumas das instalações de teste do projeto de Fukushima, os fornos utilizados para aquecer certos produtos são alimentados por fontes de energia renováveis e não por hidrogénio. Porquê? Porque, em alguns casos, é melhor utilizar diretamente a eletricidade limpa quando esta é necessária.

No entanto, a eletricidade, ao contrário do hidrogénio, tem um problema de armazenamento. Os painéis solares podem produzir muita eletricidade durante longos períodos de sol, mas toda essa energia excedente acaba por ser desperdiçada se não for utilizada imediatamente, a menos que essa energia solar seja utilizada para produzir hidrogénio, que é uma forma de aproveitar plenamente as vantagens inerentes ao hidrogénio.

Uma visão global para o modelo energético local de Fukushima

Se os esforços para implementar um modelo energético local baseado no hidrogénio forem bem sucedidos em Fukushima, abrir-se-ia o caminho para alargar esta abordagem a todo o país e a Prefeitura de Fukushima e a Toyota Motor Corporation declararam a intenção de colaborar na procura de aplicações do hidrogénio na sociedade.

Os seus planos ambiciosos envolvem, em primeiro lugar, visar cidades com populações de cerca de 300.000 habitantes para criar um modelo para um estilo de vida inclusivo do hidrogénio e, em seguida, implementar este modelo em cidades de dimensão semelhante em todo o Japão. A prefeitura de Fukushima alberga três dessas cidades - Fukushima, Koriyama e Iwaki - onde se concentrarão os esforços iniciais de implementação social, seguindo-se uma expansão regional.

Além disso, visualizam um futuro brilhante em que a tecnologia japonesa do hidrogénio e o modelo local de produção e consumo podem ser partilhados com o resto do mundo.

De uma iniciativa local em Fukushima, a um esforço a nível nacional no Japão e, finalmente, a um movimento global, a história deste projeto local de produção e consumo de hidrogénio está repleta de potencial para remodelar o nosso futuro.

*1 Desenvolvido em conjunto com a Chugai Ro Co, o forno de pós-combustão absorve os gases de escape dos fornos industriais e reacende-os para eliminar totalmente os hidrocarbonetos, o monóxido de carbono e outras substâncias neles contidas.

*2 O hidrogénio verde é o termo utilizado para o hidrogénio "limpo" produzido a partir de fontes de energia renováveis, como a energia solar e eólica, sem emissão de CO₂ durante todo o processo de produção.

Mais detalhes sobre o programa DENSO Aftermarket estão disponíveis online em: www.denso-am.eu/pt