A Chevron e outros estão construindo uma bateria subterrânea de hidrogênio em Utah.

Nos arredores de Delta, uma cidade com semáforo único no cerrado central de Utah, uma bateria gigante está tomando forma no subsolo.

Duas cavernas, cada uma tão profunda quanto a altura do Empire State Building, estão sendo criadas a partir de uma formação geológica de sal, usando água para dissolver e remover o sal. Quando concluídas no próximo ano, as cavernas serão capazes de armazenar uma enorme quantidade de energia, mas numa forma muito diferente das baterias químicas encontradas em tudo, desde lanternas a carros.

Aqui, a energia será armazenada como gás hidrogênio.

À medida que o mundo procura combater as alterações climáticas queimando menos carvão, petróleo e outros combustíveis fósseis, as atenções estão a mudar para o hidrogénio como alternativa. O hidrogénio não produz emissões que aqueçam o planeta quando queimado, tornando-o um potencial combustível substituto nos transportes, na geração de electricidade e em indústrias como a produção de cimento e aço.

Mas com este projecto e um segundo estaleiro gigantesco do outro lado da rua, os promotores estão a levar o potencial do hidrogénio a outro nível.

Os promotores, incluindo a Chevron, que comprou uma participação maioritária num dos projectos em Setembro, planeiam produzir hidrogénio utilizando o excesso de energia solar e eólica na Primavera e no Outono, quando a procura de electricidade é baixa, e armazená-lo nas cavernas. Depois, no Verão, quando a procura de electricidade é elevada, esta seria queimada no segundo projecto, uma central eléctrica que utilizaria uma mistura de hidrogénio e gás natural.

Essa nova central substituiria uma instalação envelhecida que queima carvão, o mais sujo dos combustíveis fósseis, mas ainda emitiria alguns gases que aquecem o planeta, dependendo da mistura de gás natural e hidrogénio.

Usar o hidrogénio como bateria é um dos conceitos mais audaciosos que estão a ser desenvolvidos à medida que as indústrias e os governos trabalham para afastar o mundo dos combustíveis fósseis.

“É uma pequena mudança de paradigma”, disse John Ward, porta-voz da Intermountain Power Agency, que está construindo a nova usina para substituir uma antiga usina a carvão. “Estamos produzindo hidrogênio como transportador de armazenamento de energia.”

Ward falava no local de construção da central eléctrica, que fervilhava de equipas que trabalhavam à sombra da antiga central a carvão, com as suas caldeiras gémeas ainda ligadas e emitindo grandes quantidades de dióxido de carbono e outros gases com efeito de estufa. A construção da nova fábrica deverá ser concluída até 2025, a um custo de US$ 2 bilhões.

Num ramal ferroviário próximo, os trabalhadores usavam um guindaste para descarregar o primeiro dos 40 eletrolisadores de um vagão. Os gigantes de 100 toneladas, cada um aproximadamente do tamanho de um grande contêiner de transporte, serão usados ​​para gerar hidrogênio por meio da divisão de moléculas de água. O processo, eletrólise, tem sido usado há décadas, embora não nesta escala. O custo deste projeto deverá ser superior a US$ 1 bilhão.

Dado que a electricidade viria da energia solar e eólica, seria hidrogénio “verde”, produzido sem emissões que provocassem o aquecimento do planeta. Atualmente quase todo o hidrogénio é produzido a partir de gás natural. Isso é muito mais barato, mas o processo gera dióxido de carbono que aquece o planeta. (Não importa como é produzido, o hidrogênio, quando queimado, produz principalmente vapor de água e nenhum dióxido de carbono.)

Em qualquer projeto que envolva hidrogénio, existem questões sobre os potenciais efeitos climáticos das fugas de gás durante o armazenamento e transporte. Embora o hidrogénio não seja um gás com efeito de estufa, as suas reações com outros produtos químicos podem levar a um maior aquecimento.

E os projectos Delta levantam outras questões sobre o custo e a eficiência da utilização da electricidade para produzir hidrogénio e depois usar o hidrogénio para produzir novamente electricidade, e sobre se a nova central eléctrica pode eventualmente tornar-se livre de emissões queimando apenas hidrogénio até 2045.

Para a população de Delta, uma comunidade agrícola de cerca de 3.000 habitantes, é perturbador trocar a central a carvão, um empregador fiável e bem remunerado durante quase 40 anos, pelo que por enquanto é apenas uma promessa de um futuro de energia limpa centrado no hidrogénio. .

“O impacto imediato será definitivamente forte”, disse Nicholas Killpack, membro do Conselho Municipal, já que o projeto de armazenamento de hidrogénio e a nova central elétrica em conjunto empregarão cerca de 200 trabalhadores, muito menos do que os 500 que trabalharam na central a carvão no seu auge. . “Mas nossa melhor opção daqui para frente é nos apoiarmos nisso.”

Se funcionar como planeado, o projecto de hidrogénio será uma alternativa às baterias de armazenamento químico em grande escala que foram instaladas para fornecer energia rapidamente à rede eléctrica do país. Esta energia “despachável” é considerada crítica para preencher lacunas e manter o fornecimento de electricidade consistente, à medida que cada vez mais energia é fornecida por fontes intermitentes, como painéis solares e turbinas eólicas.

“É necessário um armazenamento de energia mais robusto para ter uma rede confiável”, disse Ward. “E é disso que se trata.”

O projeto do hidrogênio conteria muita energia despachável. As duas cavernas são profundas e, quando cheias, conteriam muito mais energia na forma de hidrogénio do que todas as baterias de armazenamento químico instaladas nos Estados Unidos até agora.

“É uma quantidade enorme de armazenamento”, disse Jigar Shah, chefe do escritório do programa de empréstimos do Departamento de Energia, que emitiu uma garantia de empréstimo de US$ 504 milhões para o projeto. “E chega exactamente no momento certo” no Ocidente, disse ele, onde existem muitos novos projectos de energias renováveis ​​que, em conjunto, podem produzir mais electricidade do que o necessário na Primavera e no Outono. “Esta é uma ótima maneira de lidar com todo esse excesso de oferta.”

A escala do projeto de hidrogênio servirá como um catalisador para ajudar a reduzir o custo dos eletrolisadores, de modo que o hidrogênio verde acabe se tornando menos caro, disse Shah. “Se alguém não agir primeiro”, disse ele, “nunca conseguiremos reduções de custos no futuro”.

A Chevron recusou-se a disponibilizar executivos para comentar, mas num comunicado anunciando que tinha comprado o controlo acionário do projecto de hidrogénio, a empresa disse que além de fornecer o gás à nova central eléctrica, estava a desenvolver “várias outras oportunidades” para vender hidrogênio para clientes nos setores de serviços públicos, transporte e industrial no Ocidente.

O projeto de armazenamento e a nova usina estão em fase de planejamento há mais de uma década, resultado de uma confluência de fatores.

A usina movida a carvão, que foi inaugurada em 1987 em uma cerimônia que contou com a participação do Coro do Tabernáculo Mórmon, deverá fechar porque poderá perder seus principais clientes, Los Angeles e outras cidades do sul da Califórnia, à medida que o estado se mudar para reduzir drasticamente as emissões de gases com efeito de estufa provenientes da produção de energia.

Mas como a central a carvão envia energia para o sul da Califórnia, já existe uma linha de transmissão de alta tensão de longa distância. Numa altura em que a construção de novas linhas é dispendiosa e pode levar uma década ou mais, uma linha existente é inestimável. Poderia transportar eletricidade da nova central de gás natural e hidrogénio e também poderia trazer energia renovável para o projeto de hidrogénio.

E no que Ward chamou de “a mais feliz das coincidências”, a geologia também desempenhou um papel. Acontece que a área é sustentada por cúpulas de sal, colunas subterrâneas de sal que podem ser dissolvidas com água, deixando cavernas impermeáveis ​​ideais para armazenamento de gás.

“Juntando tudo isso, tudo aponta para o projeto que temos em construção hoje”, disse Greg Huynh, gerente do Departamento de Água e Energia de Los Angeles, que, por ser um grande cliente de eletricidade, está profundamente envolvido na construção da nova usina.

As cavernas são criadas por um processo chamado mineração de solução, no qual um poço é perfurado no sal e água em alta pressão é bombeada. À medida que o sal se dissolve, a salmoura resultante vem à superfície e é armazenada em grandes tanques de contenção. As cavernas têm cerca de 200 pés de diâmetro e 1.200 pés de altura, com seus topos de 3.000 a 4.000 pés abaixo da superfície.

As moléculas de hidrogênio são especialmente pequenas e podem escapar facilmente durante o armazenamento e transporte se não for tomado cuidado.

O projeto de hidrogénio Delta “é um exemplo dos tipos de desafios que todos estes centros irão enfrentar”, disse Beth Trask, vice-presidente associada do Fundo de Defesa Ambiental que trabalha em questões de transição energética. “Para obter o hidrogénio corretamente, isso significa que é necessário garantir que é produzido de forma limpa, gerido com cuidado, implantado e utilizado de forma responsável. Todas essas coisas realmente importam.”

Ward disse que os projetos estão sendo planejados para que a produção, armazenamento e transporte de hidrogênio, por um curto gasoduto até a usina, sejam seguros e protegidos.

“Estamos integrando tecnologias maduras em escala de serviços públicos”, disse ele. “Este não é um experimento de feira de ciências.”

Como o hidrogénio contém menos energia em volume do que o gás natural, a central eléctrica está a ser concebida com tubos maiores e outras características para que possa inicialmente operar uma mistura contendo até 30% de hidrogénio. Existem poucas grandes fábricas de gás natural em todo o mundo que operam com hidrogénio, muito menos com uma percentagem tão elevada de gás.

E ainda não foram desenvolvidas turbinas de grande escala que possam queimar apenas hidrogénio. Portanto, chegar a 100% de hidrogénio nos próximos 20 anos, se for possível, exigiria muito provavelmente grandes atualizações, se não uma reconstrução completa, da central Delta, disse Ilissa Ocko, cientista do Fundo de Defesa Ambiental.

“Os custos podem facilmente aumentar quando você faz os ajustes necessários na infraestrutura”, disse ela. “Há tantos fatores complicadores aqui que podem facilmente transformar isso em algo que não é benéfico para o clima.”