Cerca de um quinto de todas as emissões de gases de efeito estufa são produzidas por indústrias como aço e cimento, portanto, se vamos trabalhar em prol de uma sociedade livre de emissões, este é um bom lugar para começar. E uma tecnologia promissora pode ter um papel fundamental a desempenhar.

'O hidrogênio e os combustíveis derivados (dele) são capazes de reduzir as emissões de dióxido de carbono dos combustíveis fósseis na própria, muito longo prazo, até zero, 'disse Klaus Scheffer, gerente de projetos da Siemens. 'Você não precisa de energias fósseis em um mundo futuro. Espero que meus filhos vejam isso. '

A tecnologia é o hidrogênio verde - usando uma corrente elétrica para converter água em oxigênio e hidrogênio - e, se for alimentado com energia renovável, não produz emissões de carbono. Se isso é, por sua vez, usado para fornecer uma fonte limpa de combustível para a indústria ou para equilibrar a rede elétrica, poderia ajudar a alterar o futuro do planeta.

O principal problema até agora tem sido como produzir de maneira limpa o hidrogênio em grandes quantidades. Atualmente, cerca de 96 por cento do hidrogênio global é produzido pela reforma do metano, que produz dióxido de carbono como um produto residual. Hidrogênio verde produzido com este método de eletrólise, Contudo, é uma alternativa muito mais limpa.

Scheffer está ajudando a criar uma fonte de hidrogênio verde para uso em uma usina siderúrgica em Linz, Áustria, como parte de um projeto denominado H2FUTURE. O objetivo deste projeto não é apenas produzir hidrogênio verde a partir de energia renovável, mas para ver se ele pode, por sua vez, ser usado para produzir aço com menor pegada de carbono, apelidado de aço verde.

'A produção de aço é uma das indústrias que estão dominando as emissões de dióxido de carbono no mundo, 'disse Scheffer. 'O processo de produção de aço aplicado em Linz usa cargas de carvão para a produção de aço, (então há) muitas emissões de dióxido de carbono. '

Viável

A primeira etapa deste projeto é testar se a tecnologia é viável para uso comercial - o eletrolisador está definido para começar a operar plenamente na primavera de 2019. Funcionando a uma capacidade de seis megawatts, a planta vai produzir cerca de 1, 200 metros cúbicos de hidrogênio verde por hora quando estiver totalmente operacional.

É reconhecidamente um pequeno teste - o eletrolisador reduzirá apenas uma fração das emissões de carbono na planta. Mas este é apenas um projeto piloto, com projetos de escalonamento para maior produção de hidrogênio no futuro, usando um eletrolisador funcionando a uma capacidade de 100 megawatts.

Perto de Colônia, na Alemanha, Enquanto isso, sob um projeto chamado REFHYNE, A ITM Power está desenvolvendo um eletrolisador de dez megawatts que começará a operar em 2020. Ele está sendo instalado na refinaria da Renânia, operado pela Shell Deutschland Oils, que atualmente depende da reforma do vapor para produzir hidrogênio.

Esta é a maior refinaria da Alemanha, consumindo cerca de 180, 000 toneladas de hidrogênio por ano. O novo eletrolisador fornecerá uma quantidade modesta de hidrogênio para este total - cerca de 1, 300 toneladas por ano. Mas se o teste for bem-sucedido, então a tecnologia poderia ser expandida.

Além de produzir hidrogênio, REFHYNE tem outro propósito que ajuda a criar um caso de negócios para seu uso. O eletrolisador pode ser ligado ou desligado muito rapidamente, o que significa que pode fornecer um serviço de balanceamento de rede para lidar com períodos de alta ou baixa demanda na rede elétrica.

'A concessionária (empresas) precisam equilibrar energias renováveis ​​intermitentes com plantas de base, 'disse o Dr. Frithjof Kublik, consultor sênior para desenvolvimento de negócios na refinaria da Renânia. 'O eletrolisador tem a vantagem de poder ligar ou desligar muito rápido, em alguns segundos, e desse ponto de vista você pode oferecer um serviço de balanceamento de rede. '

Os serviços de balanceamento de rede se beneficiam da flexibilidade, pelo qual 'a concessionária está disposta a pagar um preço, - disse Kublik.

Também é algo que está sendo investigado na Dinamarca, onde um projeto chamado HyBalance desenvolveu uma planta de demonstração em Hobro que produz hidrogênio a partir da eletrólise da água quando a quantidade de eletricidade produzida por energias renováveis ​​excede a necessária para a rede.

'O projeto é realmente testar como podemos usar a energia renovável da rede e transformá-la em hidrogênio, que pode ser usado na indústria ou para aplicações de energia, 'disse Caroline Le Mer, Diretor da Hydrogen Energy Europe na Air Liquide, que coordena o projeto.

Espigões

A fábrica foi inaugurada em setembro de 2018 e funcionará por 15 anos, usando o mesmo processo de eletrólise que H2FUTURE e REFHYNE para produzir hidrogênio, que é conhecido como eletrólise de membrana de troca de prótons (PEM). Os eletrolisadores mais tradicionais dependem da eletrólise alcalina, mas o PEM é vantajoso, pois pode lidar com picos de oferta, como a partir de energias renováveis ​​como eólica e solar.

Isso é particularmente útil na Dinamarca, onde a energia eólica é abundante - em 2015, 42% de sua eletricidade foi produzida por energia eólica. Na planta de demonstração HyBalance, isso é usado para produzir hidrogênio quando os níveis de eletricidade estão baixos, como à noite, ou quando os níveis de vento estão altos.

O gás é vendido para a indústria ou usado para alimentar carros a hidrogênio, com o objetivo geral de mostrar que o hidrogênio pode ser produzido em quantidades grandes o suficiente por meio de energia renovável para ser útil às indústrias.

Num estado mais avançado, o hidrogênio poderia ser mantido em cavernas de sal para uso futuro - uma forma de baixo custo de armazenar grandes quantidades.