O hidrogénio verde, proveniente tanto de fontes de baixo carbono como de energias renováveis, pode desempenhar um papel crucial na aproximação de uma empresa - ou de um país - à neutralidade de carbono. As aplicações comuns em que o hidrogénio verde pode ser utilizado incluem:
- Células de combustível para veículos eléctricos
- Como a mistura de hidrogénio em gás de gasoduto
- Em refinarias de "aço verde" que queimam hidrogénio como fonte de calor em vez de carvão
- Em navios porta-contentores alimentados por amoníaco líquido que é feito de hidrogénio
- Em turbinas eléctricas movidas a hidrogénio que podem gerar electricidade em momentos de pico de procura
Este posto irá explorar a utilização de hidrogénio na mistura de gás de gasoduto e refinarias de aço verde.
Injecção de hidrogénio em condutas
Governos e empresas de serviços públicos de todo o mundo estão a explorar as possibilidades de injectar hidrogénio nas suas redes de gás natural, para reduzir o consumo de combustíveis fósseis e limitar as emissões. De facto, a injecção de hidrogénio em gasodutos figura agora nas estratégias nacionais de hidrogénio da UE, Austrália e Reino Unido, com a estratégia de hidrogénio da UE a especificar a introdução de hidrogénio nas redes nacionais de gás até 2050.
Do ponto de vista ambiental, adicionar hidrogénio ao gás natural tem o potencial de reduzir significativamente as emissões de gases com efeito de estufa, mas para o conseguir, o hidrogénio deve ser produzido a partir de fontes de energia com baixo teor de carbono e de energias renováveis. Por exemplo, o hidrogénio gerado a partir de electrólise, bio-resíduos ou fontes de combustíveis fósseis que utilizam a captura e armazenamento de carbono (CAC).
De forma semelhante, os países que aspiram a desenvolver uma economia verde de hidrogénio podem recorrer à injecção na rede para estimular o investimento e desenvolver novos mercados. Num esforço para dar início ao seu plano de hidrogénio renovável, a Austrália Ocidental planeia introduzir pelo menos 10% de hidrogénio renovável nos seus gasodutos e redes, e antecipar as metas do Estado no âmbito da sua estratégia de hidrogénio renovável de 2040 a 2030.
Numa base volumétrica, o hidrogénio tem uma densidade energética muito inferior à do gás natural, pelo que os utilizadores finais de um gás misturado exigiriam um volume mais elevado de gás para atingir o mesmo valor de aquecimento que os que utilizam gás natural puro. Em termos simples, uma mistura de 5% de hidrogénio por volume não se traduz directamente numa redução de 5% no consumo de combustível fóssil.
Existe algum risco de segurança na mistura de hidrogénio no nosso fornecimento de gás? Vamos examinar o risco:
- O hidrogénio tem um LEL mais baixo que o gás natural, pelo que existe um risco mais elevado de gerar uma atmosfera inflamável com misturas de gás.
- O hidrogénio tem menos energia de ignição do que o gás natural e uma ampla gama de inflamáveis (4% a 74% no ar), pelo que existe um maior risco de explosão
- As moléculas de hidrogénio são pequenas e movem-se rapidamente, pelo que qualquer fuga de gás misturado se espalhará mais rapidamente e de forma mais ampla do que seria o caso do gás natural.
No Reino Unido, o aquecimento doméstico e industrial é responsável por metade do consumo de energia do país e por um terço das suas emissões de carbono. Desde 2019, está em curso o primeiro projeto do Reino Unido para injetar hidrogénio na rede de gás, com ensaios a decorrer na Universidade de Keele. O projeto HyDeploy visa injetar até 20% de hidrogénio e misturá-lo com o fornecimento de gás existente para aquecer blocos residenciais e campus sem alterar os aparelhos a gás ou as tubagens. Neste projeto, os detectores de gás e o analisador de gases de combustão da Crowcon estão a ser utilizados para identificar o impacto da mistura de hidrogénio em termos de deteção de fugas de gás. O analisador de gases de combustão Sprint Pro da Crowcon está a ser utilizado para avaliar a eficiência da caldeira.
O analisador de gases de combustão da Crowcon Sprint Pro é um analisador de gases de combustão de nível profissional, com características adaptadas às necessidades do profissional de AVAC, um design robusto, uma seleção completa de acessórios e uma garantia de 5 anos. Leia mais sobre o Sprint Pro aqui.
Hidrogénio na indústria do aço
A produção tradicional de ferro e aço é considerada um dos maiores emissores de poluentes ambientais, incluindo gases com efeito de estufa e poeiras finas. Os processos de produção de aço dependem fortemente dos combustíveis fósseis, sendo os produtos de carvão responsáveis por 78% destes. Assim, não é surpreendente que a indústria siderúrgica emita cerca de 10% de todos os processos globais - e das emissões de CO2 relacionadas com a energia.
O hidrogénio pode ser uma alternativa para as empresas siderúrgicas que procuram reduzir drasticamente as suas emissões de carbono. Vários produtores de aço na Alemanha e Coreia já estão a reduzir as emissões através de um método de produção de aço com redução de hidrogénio que utiliza hidrogénio, e não carvão, para produzir aço. Tradicionalmente, uma quantidade significativa de gás hidrogênio é produzida na produção de aço como um subproduto chamado gás de coque. Ao passar esse gás de coque por um processo chamado captura e armazenamento de carbono (CCS), as fábricas de aço podem produzir uma quantidade significativa de hidrogénio azul, que pode depois ser utilizado para controlar as temperaturas e evitar a oxidação durante a produção de aço.
Além disso, os fabricantes de aço estão a produzir produtos de aço especificamente para hidrogénio. Como parte da sua nova visão de se tornar uma empresa de hidrogénio verde, a siderúrgica coreana POSCO investiu fortemente no desenvolvimento de produtos de aço para utilização na produção, transporte, armazenamento e utilização de hidrogénio.
Com muitos perigos de gases inflamáveis e tóxicos presentes em fábricas de aço, é importante compreender a sensibilidade cruzada dos gases, porque uma falsa leitura de gás pode revelar-se fatal. Por exemplo, um alto-forno produz uma grande quantidade de gás quente, poeirento, tóxico e inflamável constituído por monóxido de carbono (CO) com algum hidrogénio. Os fabricantes de detecção de gás que têm experiência nestes ambientes estão bem familiarizados com a questão do hidrogénio que afecta os sensores electroquímicos de CO, e assim fornecem sensores filtrados a hidrogénio como padrão às instalações siderúrgicas.
Para saber mais sobre a sensibilidade cruzada, consulte por favor o nosso blogue. Os detectores de gás Crowcon são utilizados em muitas instalações siderúrgicas em todo o mundo, e pode saber mais sobre as soluções Crowcon na indústria siderúrgica aqui.
Referências:
- A injecção de hidrogénio nas redes de gás natural poderia proporcionar uma procura constante que o sector necessita de desenvolver (S&P Global Platts, 19 de Maio de 2020)
- Austrália Ocidental bombeia 22 milhões de dólares em plano de acção de hidrogénio (Power Engineering, 14 Set 2020)
- Hidrogénio Verde em Gasodutos de Gás Natural: Solução de descarbonização ou Pipe Dream? (Green Tech Media, 20 Nov 2020)
- Será que o hidrogénio pode ser utilizado nas infra-estruturas de gás natural? (Network Online, 17 Mar 2016)
- Aço, Hidrogénio e Renováveis: Estranhos companheiros de cama? Talvez Não... (Forbes.com, 15 de Maio de 2020)
- POSCO para Expandir a Produção de Hidrogénio para 5 Mil. Toneladas até 2050 (Business Korea, 14 Dez 202 0)http://https://www.crowcon.com/wp-content/uploads/2020/07/shutterstock_607164341-scaled.jpg
