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O que é hidrogênio verde e como ele pode ser usado?

Atualmente, o hidrogênio é usado principalmente como matéria-prima na indústria, mas está cada vez mais em foco como meio de armazenamento de energia e como combustível no setor de transportes. Matt Doyle, diretor comercial da Wescott Industrial Services de Jarrow, especialista em revestimento de parques eólicos offshore, explica exatamente o que é o hidrogênio verde e como provavelmente ouviremos muito mais sobre isso no futuro.

Por Matt Doyle, diretor comercial da Wescott Industrial Services

O hidrogênio, sem exagerar na lição de Química, é amplamente utilizado na indústria petroquímica, particularmente na produção de amônia para fertilizantes e metanol nas indústrias plástica e farmacêutica.

Também é usado para remover enxofre dos combustíveis, como gás de solda e combustível de foguete, para citar apenas alguns usos, mas a emocionante nova tecnologia está usando o hidrogênio como combustível limpo para o transporte, emitindo apenas água como subproduto. Se essa tecnologia se desenvolver como muitos parecem sentir, a demanda aumentará enormemente, especialmente por hidrogênio produzido pela tecnologia verde.

Em essência, existem três maneiras de produzir hidrogênio. Atualmente, a grande maioria do hidrogênio comercial a granel é hidrogênio 'azul', produzido pela mistura de vapor (vapor d'água) com gás natural que reage com o metano e decompõe o gás em monóxido de carbono e hidrogênio.

Um meio alternativo é o hidrogênio "marrom" produzido pela gaseificação do carvão - o carvão é misturado ao oxigênio sob altas pressões e temperaturas para produzir novamente monóxido de carbono e hidrogênio.

O terceiro meio é o hidrogênio "verde", pelo qual o hidrogênio é produzido pela corrente elétrica na água, usando um eletrolisador alimentado por energia renovável. Enquanto a tecnologia existe há muito tempo, a viabilidade do processo depende da demanda por hidrogênio como combustível e do preço da eletricidade para a produção.

Hidrogênio verde: transporte elétrico de direitos autorais de dois andares para Londres

Participe do crescimento dos parques eólicos offshore, em particular, e a queda resultante no preço da eletricidade que eles produzem. Quando também é levada em consideração a crescente exigência de que a tecnologia de armazenamento de energia tire vantagem da eletricidade produzida em momentos de baixa demanda, a produção de 'Hidrogênio Verde' se torna viável e cada vez mais popular à medida que as pressões ambientais por baixa eficiência de carbono e energia aumentam nas empresas de energia.

Ainda é cedo, com poucos eletrolisadores PEM (Proton Exchange Membrane) em larga escala atualmente em produção, mas os sinais são positivos para a nova tecnologia, seja o hidrogênio resultante usado no setor químico ou como combustível.

O Japão, por exemplo, planeja ter uma casa 5.3m usando sistemas micro CHP (Combined Heat & Power) a célula de combustível à base de hidrogênio da 2030.

A Austrália, que se tornou líder mundial na produção de 'Brown Hydrogen' por meio de suas vastas reservas de carvão 'brown', particularmente no Vale Latrobe, a leste de Melbourne em Victoria, também está investindo na produção de Green Hydrogen com a primeira exportação de hidrogênio verde, embora uma pequena quantidade de teste, indo para a gigante japonesa de energia JXTG, em março deste ano, para provar que a tecnologia era possível.

A Universidade de Tecnologia de Queensland (QUT) usou energia solar para converter o tolueno em uma substância chamada metilciclohexano (MCH), usando o processo do JXTG alimentado por painéis solares do QUT - o tolueno é usado por ser um portador de energia de hidrogênio líquido com a vantagem do alto hidrogênio capacidade à temperatura ambiente. O MCH parece e se parece com óleo, o que significa que pode ser transportado usando caminhões-tanque, oleodutos e super-caminhões convencionais.

Uma vez enviado ao Japão, o MCH foi convertido novamente em tolueno e o hidrogênio extraído para uso em uma célula ou veículo de combustível adequado. O tolueno está disponível para reutilização no ciclo de transporte.

Na 2017, a UE concedeu ao consórcio H2FUTURE o contrato para a construção de uma das maiores plantas de eletrólise PEM do mundo em Linz, na Áustria, alimentada por energia verde hidrelétrica. A construção está concluída e a instalação está em teste, produzindo hidrogênio principalmente para uso na indústria siderúrgica.

CGI da Green Green Hydrogen sland (media) - foto cortesia de TenneT

Em maio deste ano, as Ilhas Baleares da Espanha apresentaram o projeto Power to Green Hydrogen Mallorca, promovido pelo governo regional e quatro empresas privadas. O projeto envolve o que foi descrito como a maior planta de hidrogênio renovável da Europa, destinada ao transporte de combustíveis, como um dos oito projetos de regeneração na área de Lloseta, na ilha de Maiorca.

Prevista para estar operacional em 2021, a planta de produção de hidrogênio verde - movida a energia solar - fornecerá energia não poluente de 10 MW a veículos de mobilidade sustentável, hotéis nas baías de Alcúdia e Pollença e ao parque industrial de Inca. A nova instalação fornecerá combustível sustentável para o transporte público e privado, na forma de ônibus de transporte público e frotas de propriedade privada, como aluguel e carros de cortesia.

Mais perto de casa, o 'Building Innovative Green Hydrogen systems in Territory Isolated' (BIG HIT) realizou o primeiro reabastecimento de cinco vans Renault Kangoo movidas a hidrogênio nas Ilhas Orkney com hidrogênio produzido através de um eletrolisador PEM 1MW com eletricidade de as turbinas eólicas nas ilhas próximas de Shapinsay e Erday. A Escócia, em particular, está olhando de perto a nova tecnologia como parte de sua visão de rede de eletricidade e gás para 2039.

Em Londres, o 20 dos primeiros ônibus de dois andares movidos a hidrogênio do mundo deve chegar às ruas no início do próximo ano em um projeto de £ 12m, dos quais £ 5m é financiado, ironicamente, devido ao atual caos do Brexit, por financiamento europeu .

Empresas de energia européias como a gigante alemã de energia TenneT estão agora pesquisando seriamente a viabilidade e a engenharia prática necessárias para criar ilhas artificiais na costa do Mar do Norte para abrigar PEM's, usando eletricidade gerada por parques eólicos offshore.

Isso não apenas contorna as perdas ou quedas de energia dos cabos, especialmente os cabos blindados necessários devido ao calor extra proveniente do fluxo de corrente residual e as despesas de transmissão de grandes quantidades de energia para a costa, mas também consome a eletricidade produzida em tempos de baixa demanda. O hidrogênio e o metano sintético podem ser transportados através do sistema de tubulação continental existente.

Um dos mais recentes desenvolvimentos no campo é o projeto 'Deep Purple' da Noruega, que leva o conceito de eletricidade a gás um pouco mais longe, investigando a viabilidade de soluções que permitem que a energia dos OWF seja convertida em hidrogênio, mas armazenada no fundo do mar. .

Isso permitiria um fornecimento estável de eletricidade renovável para plataformas offshore de petróleo e gás (que atualmente geram sua própria eletricidade através de turbinas a gás emissoras de carbono) e hidrogênio para outros usos. Os tanques de armazenamento de PEM e hidrogênio seriam realmente integrados às instalações da turbina em um cenário.

Para onde a nova tecnologia irá chegar, é o palpite de todos e depende de uma mistura de economia e política - o que o hidrogênio verde e o resultante usam custos e quão comprometidos os governos locais e nacionais se tornam uma economia verde, mas há poucas dúvidas de que estamos vai ouvir muito mais sobre o hidrogênio verde em um futuro muito próximo.

Informador de Indústria de Processos

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