As Muitas Cores de Hidrogénio

O hidrogénio, juntamente com outras energias renováveis e o gás natural, tem um papel cada vez mais vital a desempenhar no panorama da energia limpa. As empresas e os países estão cada vez mais interessados em combustíveis alternativos em meio à pressão global para a neutralidade do carbono. Este ano, a UE comprometeu-se a tornar-se neutra para o clima (ou seja, a tornar-se uma economia com emissões líquidas zero de gases com efeito de estufa) até 2050, a Austrália lançou a sua Estratégia Nacional de Hidrogénio para acelerar o desenvolvimento do hidrogénio limpo e exportá-lo para os países vizinhos e a Shell e a BP comprometeram-se a alcançar a neutralidade de carbono até 2050.

Para muitas empresas de petróleo e gás que pretendem descarbonizar, o hidrogénio é um combustível de escolha para cumprir os objectivos climáticos. Espera-se que o crescimento do hidrogénio decole nos próximos 10-20 anos, com custos reduzidos à medida que o hidrogénio se torna mais amplamente produzido. Com novas aplicações, a dimensão do mercado de hidrogénio com baixo teor de carbono poderá atingir 25 mil milhões de dólares até 2030 e crescer ainda mais a longo prazo.

O hidrogénio queima limpo quando misturado com oxigénio, e é visto como uma alternativa de combustível verde no transporte, transporte e aquecimento (tanto doméstico como industrial). Curiosamente, a utilização do hidrogénio como combustível não é nova. O hidrogénio já é um componente do combustível para foguetes e é utilizado em turbinas a gás para produzir electricidade, ou queimado para fazer funcionar motores de combustão para produção de energia. O hidrogénio é também utilizado como matéria-prima para produzir amoníaco, metanol e outros produtos petroquímicos.

Em geral, sabemos que o hidrogénio é uma boa escolha de combustível para as indústrias que procuram descarbonizar, mas nem todo o hidrogénio é criado de forma igual. Embora o gás só emita água quando é queimado, a sua contribuição para a neutralidade de carbono depende da forma como é produzido.

O hidrogénio castanho é feito a partir da gaseificação do carvão, que emiteCO2 para o ar à medida que entra em combustão. O hidrogénio cinzento é produzido a partir de combustíveis fósseis, como o gás natural, e é a forma de hidrogénio mais comummente produzida hoje em dia no mundo. O hidrogénio azul é feito da mesma forma que o cinzento, mas as tecnologias de captura e armazenamento de carbono (CAC) impedem a libertação deCO2, permitindo que o carbono capturado seja armazenado em segurança no subsolo ou utilizado em processos industriais. Turquoise (ou baixo carbono) H2 é hidrogénio produzido a partir de gás natural utilizando tecnologia de pirólise de metal fundido.

Como o seu nome sugere, o hidrogénio verde ou renovável é a variedade mais limpa, produzindo zero emissões de carbono. É produzido utilizando electrólise alimentada por energia renovável, como a eólica ou solar, para produzir um combustível limpo e sustentável.

A electrólise divide a água (H2O) em hidrogénio e oxigénio, pelo que não há desperdício e todas as peças são utilizadas com impacto ambiental zero. Se a energia utilizada para a electrólise for retirada de fontes renováveis, esta pode ser contada como "combustível verde" porque não há impactos negativos sobre o ambiente.

No nosso próximo blogue discutiremos os perigos potenciais do hidrogénio que podem ocorrer durante a produção, armazenamento e transporte, e as soluções de detecção de gás que a Crowcon oferece.

Para saber mais descarregue a nossa ficha informativa sobre o Hidrogénio aqui.

 

Referências:

Comprometer-se com a neutralidade climática até 2050: A Comissão propõe a Lei Climática Europeia e consulta sobre o Pacto Climático Europeu (Abril de 2020)

AShell divulga planos para se tornar uma empresa de carbono zero líquido até 2050(The Guardian, 16 Abr 2020)

BP estabelece a ambição para o zero líquido até 2050, mudando fundamentalmente a organização a entregar(BP.com, 12 Fev 2020)

Moldar o mercado global de hidrogénio de amanhã (Baker Mackenzie, Jan 2020)

Os Perigos do Hidrogénio

Como combustível, o hidrogénio é altamente inflamável e as fugas geram um sério risco de incêndio. No entanto, os incêndios com hidrogénio são marcadamente diferentes dos incêndios que envolvem outros combustíveis. Quando combustíveis mais pesados e hidrocarbonetos, como a gasolina ou o gasóleo, se acumulam perto do solo. Em contraste, o hidrogénio é um dos elementos mais leves do planeta, pelo que quando ocorre uma fuga, o gás dispersa-se rapidamente para cima. Isto torna a ignição menos provável, mas uma outra diferença é que o hidrogénio se inflama e queima mais facilmente do que a gasolina ou o gasóleo. De facto, mesmo uma faísca de electricidade estática do dedo de uma pessoa é suficiente para desencadear uma explosão quando o hidrogénio está disponível. A chama de hidrogénio é também invisível, pelo que é difícil identificar onde se encontra o verdadeiro "fogo", mas gera um baixo calor radiante devido à ausência de carbono e tende a queimar rapidamente.

O hidrogénio é inodoro, incolor e insípido, por isso as fugas são difíceis de detectar utilizando apenas os sentidos humanos. O hidrogénio não é tóxico, mas em ambientes interiores, como salas de armazenamento de baterias, pode acumular-se e causar asfixia através do deslocamento de oxigénio. Este perigo pode ser compensado em certa medida pela adição de odores ao combustível hidrogénio, dando-lhe um cheiro artificial e alertando os utilizadores em caso de fuga. Mas como o hidrogénio se dispersa rapidamente, é pouco provável que o odor viaje com ele. A fuga de hidrogénio dentro de casa recolhe-se rapidamente, inicialmente ao nível do tecto e eventualmente enche a sala. Por conseguinte, a colocação de detectores de gás é fundamental na detecção precoce de uma fuga.

O hidrogénio é geralmente armazenado e transportado em tanques de hidrogénio liquefeito. A última preocupação é que, por ser comprimido, o hidrogénio líquido é extremamente frio. Se o hidrogénio escapar do seu tanque e entrar em contacto com a pele, pode causar fortes queimaduras por congelamento, ou mesmo a perda das extremidades.

Qual é a melhor tecnologia de sensor para detectar hidrogénio?

Crowcon tem uma vasta gama de produtos para a detecção de hidrogénio. As tecnologias de sensores tradicionais para a detecção de gás inflamável são pellistors e infravermelhos (IR). Os sensores de gás Pellistor (também chamados sensores de gás de esferas catalíticas) têm sido a principal tecnologia para a detecção de gases inflamáveis desde os anos 60 e pode ler mais sobre sensores de pellistor na nossa página de soluções. No entanto, a sua principal desvantagem é que, em ambientes com pouco oxigénio, os sensores de pellistor não funcionarão correctamente e poderão mesmo falhar. Em algumas instalações, os pelistores estão em risco de serem envenenados ou inibidos, o que deixa os trabalhadores desprotegidos. Além disso, os sensores de pellistor não são à prova de falhas, e uma falha do sensor não será detectada a menos que seja aplicado gás de teste.

Os sensores de tipo infravermelho são uma forma fiável de detectar hidrocarbonetos inflamáveis em ambientes com pouco oxigénio. Não são susceptíveis de serem envenenados, pelo que os infravermelhos podem aumentar significativamente a segurança nestas condições. Leia mais sobre os sensores IR na nossa página de soluções, e as diferenças entre pelistores e sensores IR no blogue seguinte.

Tal como os pelistores são susceptíveis a envenenamento, os sensores IR são susceptíveis a choques mecânicos e térmicos graves e são também fortemente afectados por alterações de pressão brutas. Além disso, os sensores IR não podem ser utilizados para detectar hidrogénio. Assim, a melhor opção para a detecção de gás inflamável de hidrogénio é a tecnologia de sensor de espectrómetro de propriedade molecular (MPS™). Isto não requer calibração durante todo o ciclo de vida do sensor, e uma vez que o MPS detecta gases inflamáveis sem o risco de envenenamento ou falsos alarmes, pode poupar significativamente no custo total de propriedade e reduzir a interacção com unidades, resultando em paz de espírito e menos risco para os operadores. A detecção de gases do espectrómetro de propriedade molecular foi desenvolvida na Universidade de Nevada e é actualmente a única tecnologia de detecção de gases capaz de detectar vários gases inflamáveis, incluindo hidrogénio, simultaneamente, com grande precisão e com um único sensor.

Leia o nosso livro branco para saber mais sobre a nossa tecnologia de sensores MPS e, para obter mais informações sobre a deteção de gás hidrogénio, visite a nossa página do sector e consulte alguns dos nossos outros recursos sobre hidrogénio:

O que precisa de saber sobre o Hidrogénio?

Hidrogénio Verde - Uma visão geral

Hidrogénio azul - Uma visão geral

Xgard Bright MPS fornece deteção de hidrogénio em aplicações de armazenamento de energia