Produção de hidrogênio na transição energética: Explorando o Projeto Protium Pioneer 1

O hidrogênio é amplamente visto como um componente crítico de um futuro líquido zero e tem um papel fundamental a desempenhar na descarbonização de setores como transporte pesado e processos industriais.

Tem visto um recente boom de interesse, impulsionado pela necessidade urgente de enfrentar as mudanças climáticas, melhorias tecnológicas e os desafios enfrentados pelas indústrias na descarbonização por meio da eletrificação.

O hidrogênio já é comumente utilizado nas indústrias, principalmente em processos químicos. A produção dedicada de hidrogênio como portador de energia é uma tendência emergente.

A velocidade com que a demanda cresceu é nada menos que fenomenal, e está apenas aumentando, mas isso levou a duas questões importantes – é uma solução sustentável e de onde ela vem?

Embora seja muito encorajador ver o desejo de um futuro mais verde, é importante considerar como o hidrogênio é produzido para garantir que haja uma diferença positiva sendo feita para um futuro líquido zero.

Hoje, a maior parte do hidrogênio no Reino Unido e em todo o mundo é produzida por meio de um processo chamado Steam Metane Reforming.

Como o nome sugere, o metano (feito de gás natural) é decomposto por vapor e calor em hidrogênio e dióxido de carbono, sendo este último liberado na atmosfera. Devido às emissões associadas a isso, muitas vezes é rotulado como "hidrogênio cinza". Se todo o hidrogênio para futuros "projetos verdes" fosse de fontes "cinzentas", isso simplesmente mudaria as emissões do ponto de uso para o ponto de produção.

Métodos para capturar e armazenar carbono, comumente chamados de CCS, estão sendo desenvolvidos. Quando o CCS é adicionado a jusante do processo de reforma a vapor, o hidrogênio pode ser rotulado como "azul". No entanto, esse processo ainda não é um procedimento de emissão zero, pois nem todo o carbono pode ser capturado.

O melhor método de emissão zero para a produção de hidrogênio é chamado de eletrólise, onde a água é 'dividida' em suas partes constituintes usando eletricidade. Se a energia for gerada por energia renovável ou nuclear, não há emissões de carbono, e o hidrogênio pode ser rotulado como "verde" porque não há emissões de carbono.

Atualmente, a disponibilidade de hidrogênio verde é muito limitada, mas isso está mudando rapidamente com empresas como a Protium liderando a carga.

Há uma mudança crescente em direção ao hidrogênio verde, com instalações de produção sendo planejadas e desenvolvidas em todo o Reino Unido.

A Protium é uma das empresas que lideram o caminho, tendo revelado seu primeiro eletrolisador operacional no início deste ano e com mais projetos já em desenvolvimento.

A unidade eletrolisadora Protium Pioneer é a maior instalação da tecnologia Enapter AEM no Reino Unido. O Pioneer 1 consiste em 40 módulos eletrolisadores Enapter que podem produzir mais de 40 kg de hidrogênio por dia. Isso equivale a abastecer 13 carros por 350 km.

A carga do eletrolisador pode ser ajustada para corresponder às flutuações e intermitências da energia renovável, enquanto o hidrogênio produzido pode ser armazenado como gás ou líquido e consumido conforme e quando o usuário precisar. Portanto, o hidrogênio será tão importante em um futuro líquido zero.

No entanto, desenvolver e implementar esse tipo de infraestrutura tem suas armadilhas.

Os efeitos da pandemia e da guerra em andamento na Ucrânia, juntamente com um aumento na demanda por produtos de hidrogênio verde, pressionaram a cadeia de suprimentos em quase todas as áreas envolvidas na fabricação mecânica de produtos.

Atualmente, há evidências de custos aumentando em mais de 30%, bem como em prazos de entrega aumentando em mais de 100% no espaço de algumas semanas. Do ponto de vista do desenvolvedor, isso pressionou a obtenção de pedidos antecipados e o gerenciamento de contratos para evitar custos excessivos.

Um aspecto fundamental de qualquer projeto é garantir que a segurança inerente seja alcançada dentro do projeto. Por sua natureza, o hidrogênio é mais inflamável que o gás natural. No entanto, sendo uma molécula muito mais leve, também se dispersa mais rapidamente.

Portanto, obter ventilação adequada para um sistema de hidrogênio é um desafio fundamental para evitar que o hidrogênio atinja seu limite de inflamabilidade (4% v/v no ar). Para obter um local inerentemente seguro, muitos equipamentos importantes devem ser implantados fora dos contêineres para garantir a ventilação natural máxima e evitar o acúmulo de hidrogênio.