În această etapă a cursei către decarbonizarea sistemelor noastre energetice până în 2050, suntem cu toții de acord că electricitatea este principalul vector al tranziției energetice, se arată într-un studiu Irena.

Mai multe motive

Motivele pentru aceasta sunt triple:

În primul rând, tehnologiile eoliene și solare au cunoscut o reducere rapidă a costurilor care le face competitive astăzi;

În al doilea rând, electricitatea este un vector energetic de înaltă calitate și versatil.

În sfârșit, electrificarea permite utilizarea unor tehnologii mai eficiente, cum ar fi pompele de căldură sau vehiculele electrice care consumă o treime din tehnologiile moștenite corespunzătoare.

Electricitatea poate fi transformată în energie mecanică, energie potențială sau termică folosind tehnologiile de conversie existente, cum ar fi generatoare, pompe sau încălzitoare electrice. Aceste tehnologii ar trebui să fie suficiente pentru a acoperi o mare parte din nevoile de energie electrică care sunt automat decarbonizate dacă energia electrică furnizată provine din energie eoliană și solară.

Cu toate acestea, electrificarea sectorului de încălzire și răcire, care reprezintă aproximativ jumătate din consumul global de energie și este responsabil pentru mai mult de 40% din emisiile de dioxid de carbon legate de energie, ridică provocări suplimentare.

Cerințe specifice

Astăzi, o mare parte din acest consum poate fi satisfăcută cu tehnologii mature și extrem de eficiente, adică pompele de căldură. Dar nu tot.

Industriile, în special cele consumatoare de energie, necesită energie termică pentru a activa reacții chimice sau transformări fizice. Aceste cerințe nu se referă doar la cantitățile de energie, ci și la niveluri specifice de temperatură care astăzi nu pot fi atinse de pompele de căldură, așa cum este de dorit.

Aceasta înseamnă că noi soluții inovatoare ar trebui aduse pe piețe pentru a decarboniza industriile. Putem identifica două rute principale atunci când vine vorba de decarbonizarea industriilor; una este electrificarea directă a proceselor, cealaltă, electrificarea indirectă a acestor procese prin utilizarea hidrogenului verde, produs din eolian și solar, ca vector energetic care poate fi utilizat în înlocuirea gazelor naturale.

Conform scenariului de 1,5°C al IRENA, până în 2050, electrificarea directă ar putea asigura 27% din necesarul de energie industrială, iar hidrogenul (electrificare indirectă) 22%, din cele 23% actuale, ambele surse combinate.

Pentru aplicațiile de încălzire cu temperaturi de până la 200°C, eforturile se concentrează pe extinderea domeniului de funcționare a temperaturii pompelor de căldură.

Provocări

Dar provocările în electrificarea directă apar de la aplicații de la 200 °C până la mai mari de 1.000 °C și aici este locul în care unele inovații promițătoare se află astăzi în diferite stadii de dezvoltare, așa cum sunt elaborate în Peisajul inovației pentru electrificare inteligentă al IRENA.

Electricitatea pentru un astfel de interval de temperatură foarte ridicat poate fi utilizată în cuptoare electrice, cazane electrice sau alte procese electrolitice.

Trei sectoare industriale principale – chimie, ciment și oțel – sunt cele mai dificile de electrizat, iar soluțiile promițătoare sunt dezvoltate pentru procesele lor. În industria chimică, de exemplu, cracarele cu abur pe bază de fosile care funcționează la 700°C până la 900°C sunt folosite pentru a transforma hidrocarburile grele în altele mai ușoare pentru producerea de substanțe chimice de mare valoare.

Cracarele electrice (e-crackers), care înlocuiesc cracarele cu abur convenționale, sunt acum în faza pilot. De exemplu, Shell și Dow au instalat o unitate experimentală de cuptoare de cracare cu abur termic alimentată cu energie electrică la Campusul de tranziție energetică din Amsterdam (Țările de Jos).

Aceasta este o piatră de hotar cheie în efortul de decarbonizare a unuia dintre procesele cele mai mari consumatoare de carbon ale producției petrochimice. Soluția ar putea fi extinsă până în 2025 dacă testele din 2023 arată că poate înlocui cu succes cuptoarele de cracare cu abur pe gaz de astăzi.

Din alte sectoare, industria cimentului lucrează la noi cuptoare în care căldura este furnizată prin generatoare de plasmă. Sectorul siderurgic pilotează noi procese de reducere electrolitică. Toate folosesc electricitatea ca purtător de energie de intrare.

Un prim bilanț

Întrucât lumea se apropie de primul bilanț global al Acordului de la Paris la COP28 în noiembrie, există o cantitate imensă de provocări pe care industria și guvernul nu le-au discutat încă și să le exploreze ca inovația să fie în centrul acestei activități comune.

Pentru a facilita progresul către un sector industrial decarbonizat, IRENA va găzdui mai multe sesiuni la Săptămâna inovării, care reunește lideri, experți, reprezentanți ai industriei și factori de decizie politică pentru a discuta despre inovații de ultimă oră axate pe accelerarea transformării energetice extrem de apreciate prin soluții inovatoare, inclusiv discutând despre cele mai bune modalități de decarbonizare a industriilor.

Dacă doriți să contribuiți la discuție și să modelați acțiunile viitoare, vă rugăm să solicitați o invitație la viitoarea Săptămână a Inovării a IRENA și să participați la sesiunile dedicate care au loc pe 26 septembrie privind soluțiile de decarbonizare a sectorului siderurgic și a sectorului chimic și petrochimic.

(Mai multe informații pot fi găsite aici: https://innovationweek.irena.org .)