O que é hidrogénio?

Aqui na terra, um grande número de átomos de hidrogénio estão contidos na água, nas plantas, nos animais e, claro, nos humanos. Mas embora esteja presente em quase todas as moléculas dos seres vivos, é muito escasso como gás – menos de uma parte por milhão em volume.

O hidrogénio pode ser produzido a partir de uma variedade de recursos, tais como gás natural, energia nuclear, biogás e energia renovável como a solar e eólica. O desafio é aproveitar o hidrogênio como gás em grande escala para abastecer nossas casas e empresas.

Por que é o hidrogénio importante como futura fonte de energia limpa?

Um combustível é um produto químico que pode ser ‘queimado’ para fornecer energia útil. Queimar normalmente significa que as ligações químicas entre os elementos do combustível são quebradas e os elementos se combinam quimicamente com oxigênio (muitas vezes do ar).

Há muitos anos que usamos gás natural para aquecer nossas casas e empresas, e para as centrais elétricas para gerar eletricidade; atualmente 85% das casas e 40% da eletricidade do Reino Unido dependem do gás. O metano é o principal constituinte do ‘gás natural’ dos campos de petróleo e gás.

Continuamos a usar gás natural porque é um recurso prontamente disponível, é econômico e uma alternativa mais limpa ao carvão – o combustível fóssil mais sujo com o qual historicamente contamos para o aquecimento e a geração de eletricidade.

Quando o gás natural é queimado, ele fornece energia térmica. Mas um produto residual ao lado da água é o dióxido de carbono, que quando liberado na atmosfera contribui para as mudanças climáticas. Quando queimamos hidrogénio, o único produto residual é o vapor de água.

Qual é a diferença entre hidrogénio azul e hidrogénio verde?

O hidrogénio azul é produzido a partir de fontes de energia não renováveis, utilizando um de dois métodos primários. A reforma do metano a vapor é o método mais comum para produzir hidrogênio a granel e é responsável pela maior parte da produção mundial. Este método utiliza um reformador, que reage a vapor a alta temperatura e pressão com metano e um catalisador de níquel para formar hidrogênio e monóxido de carbono.

Alternativamente, o reformador autotérmico utiliza oxigênio e dióxido de carbono ou vapor para reagir com o metano para formar hidrogênio. A desvantagem destes dois métodos é que eles produzem carbono como subproduto, portanto a captura e armazenamento de carbono (CAC) é essencial para capturar e armazenar este carbono.

O hidrogénio verde é produzido usando electricidade para alimentar um electrolisador que separa o hidrogénio das moléculas de água. Este processo produz hidrogênio puro, sem subprodutos nocivos. Um benefício adicional é que, como este método utiliza eletricidade, também oferece o potencial de desviar qualquer excesso de eletricidade – que é difícil de armazenar (como o excesso de energia eólica) – para a eletrólise, utilizando-a para criar gás hidrogênio que pode ser armazenado para futuras necessidades energéticas.

O hidrogênio já está sendo utilizado como combustível?

Sim. Já existem carros que funcionam com células combustíveis de hidrogênio. No Japão existem 96 postos públicos de abastecimento de hidrogénio, o que lhe permite abastecer-se tal como faria com gasolina ou gasóleo e no mesmo período de tempo que um carro tradicional a combustível. A Alemanha tem 80 destes postos de abastecimento de hidrogénio e os Estados Unidos é o terceiro com 42 postos.

Hidrogênio é também uma opção de combustível leve e interessante para o transporte rodoviário, aéreo e marítimo. A empresa de entregas internacionais DHL já tem uma frota de 100 ‘H2 panel vans’, capaz de viajar 500kms sem reabastecimento.

Quais são os travões potenciais para acelerar o uso do hidrogénio como energia limpa?

Para que o hidrogénio seja uma alternativa viável ao metano, tem de ser produzido em escala, economicamente e a infra-estrutura actual tem de ser adaptada.

A boa notícia é que o hidrogénio pode ser transportado através de gasodutos, minimizando as perturbações e reduzindo a quantidade de infra-estrutura dispendiosa necessária para construir uma nova rede de transmissão de hidrogénio. Também não haveria necessidade de uma mudança cultural na nossa vida doméstica, pois as pessoas estão habituadas a usar gás natural para cozinhar e aquecer, e estão a surgir os equivalentes de hidrogénio.

O que faz a National Grid para fazer avançar o hidrogênio como combustível verde alternativo?

Comprometemo-nos a alcançar o zero líquido até 2050, o que significa que precisamos começar a nos preparar para mudar nosso uso de gás nos próximos anos. Uma das formas que nos propomos a fazer isto é através do hidrogénio.

O actual Sistema Nacional de Transmissão (NTS) transporta gás natural por todo o Reino Unido, e as pessoas, empresas e indústria confiam na nossa rede.

O NTS é uma rede única e complexa que utiliza tubos de aço para transportar gás natural a altas pressões. Precisamos entender completamente o impacto que a exposição a alta pressão de hidrogênio pode ter sobre os tubos, antes que a rede possa ser convertida. São necessários testes extensivos e testes detalhados para estabelecer que modificações podemos precisar fazer para transportar hidrogênio com segurança.

Acima da bandeira do HyNTS – Hidrogênio na NTS – já executamos vários projetos examinando as capacidades físicas da NTS transportando hidrogênio. Estes projetos não só analisaram o impacto que o hidrogênio poderia ter na nossa tubulação, mas também em todos os equipamentos associados, como compressores e válvulas, bem como as formas que uma rede de hidrogênio pode precisar para operar de forma diferente no futuro.