A ELIRE Maritime e os parceiros do consórcio Ricardo UK, Schneider Electric, Rux Energy UK, Triton Anchor Europe, OREC (Offshore Renewable Energy Catapult) e a Universidade de Strathclyde anunciaram a conclusão bem-sucedida do programa Clean Maritime Demonstrator Competition Round 6 (CMDC6), financiado pela UKRI. Trata-se de um programa de viabilidade no valor de 1 milhão de libras, desenvolvido pela Innovate UK em parceria com o UK Shipping Office for Reducing Emissions (UK SHORE), integrado no Departamento de Transportes do Reino Unido.
O programa validou com sucesso um dos primeiros sistemas flutuantes de produção de energia a hidrogénio totalmente independentes da rede elétrica no mundo, capaz de fornecer energia limpa diretamente a embarcações atracadas sem necessidade de infraestrutura elétrica terrestre tradicional. O consórcio demonstrou que grandes embarcações podem ser alimentadas atualmente, enquanto permanecem atracadas, utilizando tecnologias já existentes de hidrogénio, baterias, células de combustível e sistemas elétricos integrados numa plataforma marítima flutuante modular concebida para rápida implementação em portos de todo o mundo.
A solução pode agora ser implementada e espera-se que contribua para a redução de até 500 mil toneladas de emissões de CO₂ a nível global ao longo da próxima década, através de infraestruturas marítimas de energia limpa escaláveis e capazes de operar independentemente das limitações das redes elétricas portuárias.
“Os portos enfrentam uma pressão crescente para descarbonizar as suas operações, ao mesmo tempo que lidam com grandes limitações de infraestrutura”, afirmou Luke Jenkinson, fundador e CEO da ELIRE Maritime. “O Hydrogen Power Hub prova que os portos não precisam de esperar anos por atualizações da rede elétrica para começarem a reduzir emissões. Validámos um sistema prático, escalável e pronto para implementação, capaz de fornecer energia limpa diretamente onde ela é mais necessária.”
O Hydrogen Power Hub estabelece uma nova categoria de infraestrutura marítima ao transferir a produção, armazenamento e gestão de energia para plataformas sobre a água, em vez de depender de sistemas fixos em terra condicionados pelo acesso à rede elétrica, custos, licenciamento e disponibilidade de espaço.
Na sua configuração completa, este sistema validado é capaz de fornecer 5 MW contínuos de energia limpa diretamente a embarcações atracadas — suficiente para apoiar navios de cruzeiro de média dimensão e outros ativos marítimos de grande porte que necessitem de ligações elétricas costeiras de 6,6 kV e 11 kV. O sistema integra três plataformas flutuantes modulares hexagonais com uma área combinada de 1.200 m², aproximadamente 45 MWh de capacidade de armazenamento energético em baterias, sistemas modulares de células de combustível, geração alimentada a hidrogénio, produção renovável a bordo e uma avançada arquitetura elétrica AC/DC formadora de rede.
O consórcio confirmou que a plataforma pode fornecer aproximadamente 91 MWh de energia por semana, suportando operações repetidas de carregamento de embarcações sem necessidade de grandes obras civis, aterros ou reforços dispendiosos da rede elétrica.
O sistema utiliza aproximadamente entre 7.500 e 8.000 kg de hidrogénio por semana, armazenados em contentores modulares de baixa pressão compatíveis com normas ISO e integrados diretamente na infraestrutura flutuante. A configuração atual acomoda sete depósitos de hidrogénio a bordo, sendo esperado o reabastecimento cerca de duas vezes por semana, permitindo aos portos adotar o hidrogénio de forma gradual sem necessidade imediata de infraestrutura permanente dedicada.
Em vez de depender de geradores sobredimensionados, a plataforma utiliza células de combustível modulares de 1,3 MW em funcionamento contínuo ao longo da semana para carregar gradualmente as baterias antes de libertar rapidamente energia quando as embarcações atracam.
“Pensem nisto como carregar uma enorme bateria flutuante ao longo da semana e depois libertar rapidamente essa energia quando o navio chega ao cais”, explicou Jenkinson. “Isto altera a economia e o modelo de implementação da eletrificação marítima.”
A solução incorpora também geração solar a bordo capaz de contribuir com até 146 kW de energia renovável, reduzindo o consumo global de hidrogénio e aumentando a eficiência do sistema.
O programa CMDC6, com duração de seis meses, incluiu extensas atividades de validação hidrodinâmica, estrutural, elétrica e operacional.
Os testes em tanque de ondas realizados pela Universidade de Strathclyde validaram a estabilidade da plataforma, integridade estrutural, resposta ao movimento e interligação entre múltiplas plataformas sob diferentes estados do mar, ajudando a responder às preocupações da indústria relativamente à fiabilidade operacional de estruturas flutuantes. A Triton Anchor Europe concluiu análises de amarração, validação de sistemas de ancoragem, revisão de aprovisionamento e planeamento de instalação, não identificando barreiras técnicas significativas à implementação comercial.
A Ricardo UK e a Rux Energy UK validaram os sistemas de conversão de hidrogénio em energia, integrando armazenamento modular de hidrogénio de baixa pressão com tecnologias híbridas de células de combustível e sistemas energéticos.
A Schneider Electric desenvolveu e validou a arquitetura elétrica totalmente independente da rede, incluindo sistemas inversores formadores de rede e sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS), capazes de fornecer energia estável de qualidade industrial tanto em redes de 50 Hz como de 60 Hz.
O programa confirmou que todo o sistema — produção de hidrogénio, armazenamento, integração de baterias, arquitetura elétrica e infraestrutura flutuante — funciona de forma coesa como uma solução marítima energética pronta para implementação.
O Hydrogen Power Hub responde a um dos maiores obstáculos à descarbonização dos portos mundiais: o acesso à rede elétrica. Muitos portos continuam incapazes de eletrificar embarcações em larga escala devido a limitações das infraestruturas elétricas, atrasos de vários anos nas ligações às redes públicas, escassez de espaço, complexidade de licenciamento e elevados custos das infraestruturas tradicionais de fornecimento elétrico em cais.
As infraestruturas tradicionais de fornecimento elétrico em porto podem demorar entre três e sete anos — ou mais — a entrar em funcionamento, frequentemente exigindo atualizações de subestações, reforço da rede, obras civis e processos de licenciamento complexos. Ao transferir a infraestrutura energética diretamente para a água, o HFPH ultrapassa essas barreiras e oferece aos portos uma via significativamente mais rápida para a descarbonização.
“Os portos não precisam apenas de energia mais barata — precisam de infraestruturas energéticas que consigam realmente implementar”, afirmou Jenkinson. “Isto não se trata de substituir a rede elétrica. Trata-se de fornecer energia limpa onde a rede não consegue.”
A análise de emissões na fase de viabilidade, conduzida pela Ricardo UK, demonstrou que o sistema pode reduzir as emissões das embarcações atracadas em aproximadamente 77% em comparação com a geração convencional a diesel a bordo, mesmo considerando a produção, transporte, armazenamento de hidrogénio e perdas operacionais.
A análise indica que esta solução energética poderá eliminar aproximadamente 47 toneladas de emissões de CO₂ por embarcação por semana, equivalente a cerca de 2.444 toneladas anuais por embarcação nas condições operacionais atuais, reduzindo igualmente de forma significativa emissões de NOx, SOx e partículas através da eliminação do funcionamento dos motores diesel durante a permanência no cais.
A modelação de emissões incorporou pressupostos conservadores de ciclo de vida, incluindo produção de hidrogénio através de eletrólise alimentada por energias renováveis, perdas de armazenamento e transporte, fugas operacionais das células de combustível e perdas adicionais durante abastecimentos, reforçando a credibilidade dos resultados obtidos.
O consórcio estima um mercado global potencial de aproximadamente 62 TWh anuais para soluções marítimas energéticas independentes da rede, particularmente em portos onde a implementação de sistemas elétricos convencionais continua limitada ou economicamente inviável.
Embora os sistemas alimentados a hidrogénio continuem atualmente mais caros do que o diesel convencional ou a eletricidade da rede, o consórcio sublinhou que o valor comercial do Hydrogen Power Hub reside sobretudo na facilidade de implementação, flexibilidade e acessibilidade da infraestrutura, mais do que na paridade imediata dos custos energéticos.
Os custos energéticos atuais à escala de demonstração são estimados entre aproximadamente £0,25 e £0,50/kWh, comparativamente aos sistemas tradicionais de fornecimento elétrico portuário, que variam entre £0,15 e £0,25/kWh. No entanto, o consórcio acredita que futuras reduções no preço do hidrogénio, aumento de escala de produção, normalização modular e otimização dos sistemas poderão melhorar significativamente a competitividade comercial ao longo do tempo.
O sistema modular foi igualmente concebido para eliminar o risco de ativos obsoletos através de infraestruturas móveis capazes de acompanhar futuras alterações da procura do mercado. Para além das aplicações de fornecimento elétrico em porto, a infraestrutura poderá apoiar operações offshore, infraestruturas logísticas, eletrificação portuária, integração com energia eólica offshore, cadeias de abastecimento transportáveis de hidrogénio, aplicações de defesa e futuras redes energéticas marítimas.
A ELIRE Maritime está atualmente a avançar com negociações para implementações semelhantes e de maior escala no Reino Unido, Austrália e Europa, esperando-se que cada sistema instalado forneça anualmente vários GWh de energia limpa.
O consórcio considera que o programa demonstra que o futuro da energia marítima não depende apenas de eletricidade mais barata, mas também de implementação mais rápida, menor risco infraestrutural e sistemas flexíveis capazes de se adaptarem à evolução dos mercados energéticos globais.
Em vez de inventar tecnologias energéticas totalmente novas, o projeto integrou com sucesso sistemas comprovados de hidrogénio, baterias e eletrificação num modelo de infraestrutura marítima mais inteligente, capaz de resolver um dos maiores bloqueios enfrentados atualmente pelos portos mundiais.
A ELIRE Maritime e os parceiros do consórcio procuram agora novas colaborações com portos, investidores em infraestruturas, operadores marítimos, fornecedores de hidrogénio, decisores políticos e parceiros estratégicos de implementação para acelerar a implementação comercial de sistemas energéticos independentes da rede elétrica em todo o mundo.
