Uma transição de energia confiável requer a implicação de uma variedade de domínios científicos:físico, humano, social, econômico, bem como ciências da terra e da vida, com a preocupação particular de colocar o usuário final no centro do desenvolvimento de tecnologia. Como parte do projeto ULHyS (Université de Lorraine Hydrogène Sciences et Technologies), a Universidade de Lorraine reúne cerca de dez laboratórios em torno de cinco tópicos de pesquisa, da produção de hidrogênio à implantação territorial. Nesse contexto, vários membros da ULHys foram convidados a visitar o posto de abastecimento de hidrogênio FaHyence em Sarreguemines.

Inaugurada em abril de 2017, FaHyence é a primeira estação de combustível na Europa que produz hidrogênio por eletrólise no local usando eletricidade verde a partir de energias renováveis ​​fornecida pela Electricity of France (EDF). O local tem capacidade para 40 kg de hidrogênio por dia, representando a necessidade de cerca de 20 a 25 veículos por dia para pressões de carregamento entre 350 a 420 bar.

Faixas de cerca de 350 km, sem qualquer emissão de gases de efeito estufa

Outras estações de combustível de hidrogênio na França incluem o projeto HyWay, que está operacional desde o verão de 2018 no local da CEA (Comissão Francesa de Energias Alternativas e Energia Atômica) em Grenoble, e outras duas estão em construção em Rodez e Nantes. FaHyence é o resultado de uma colaboração entre a EDF, EIFER, McPhy, Symbio Fcell e o Conglomerado Urbano de Confluências Sarreguemines (CASC). A fim de garantir o funcionamento regular do posto de gasolina, cerca de dez veículos a hidrogênio circulam no conglomerado urbano:Electric Kangoo ZE (Renault) equipado pela Symbio Fcell com uma célula de combustível que atua como extensor de alcance. As células a combustível do tipo PEM (membrana de eletrólito de polímero) funcionam com hidrogênio puro e, conseqüentemente, sem qualquer emissão de gases de efeito estufa com alcances de até 350 km, destes 200 km graças a uma bateria de íon-lítio de 33 kWh e 150 km graças a um PEMFC de 5 kWh conectado a um tanque de hidrogênio de 1,8 kg pressurizado a 350 bar.

Mesmo que o posto de gasolina não esteja de livre acesso, qualquer veículo - francês, Europeu ou internacional - funcionar com hidrogênio pode fazer uma recarga após simples autorização aplicar no CASC com uma vantagem evidente:o enchimento de hidrogênio é totalmente gratuito. Como consequência, nove veículos utilitários adicionais foram comprados por outros parceiros profissionais no conglomerado e vários usuários privados alemães e belgas já encheram seus reservatórios em Sarreguemines.

FaHyence faz parte do projeto H2ME (Hydrogen Mobility Europe) financiado pelo programa europeu FCH JU (Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking) que visa implantar 49 postos de abastecimento de hidrogênio e 1, 400 veículos na UE até 2020. O hidrogênio é o terceiro capítulo do projeto de mobilidade sustentável da FaHyence, além da eletricidade e do bio-metano. É um laboratório vivo ambicioso e um exemplo de aplicação evidente da tecnologia do hidrogênio.

Um tanque cheio em quatro minutos

Os usuários estão aprendendo a aproveitar as vantagens dos dispositivos de enchimento sem problemas. A interface é clássica e o procedimento semelhante aos sistemas convencionais utilizando combustível fóssil permitiu minimizar o período de adaptação. Melhorias ainda são necessárias em termos de ergonomia e interações, mas o princípio de operação permanece bastante simples. Em comparação com as horas de carregamento necessárias para veículos elétricos convencionais com bateria, os quatro minutos para encher o tanque de um veículo com hidrogênio parecem mais do que aceitáveis.

A estação contém um eletrolisador alcalino com capacidade de produção de 1,8 kg / h que requer 50 litros de água por quilo de hidrogênio produzido. Além disso, há um compressor de dois níveis, as primeiras pressões atingindo cerca de 30 bar, e o segundo equipado com circuito de resfriamento até -20 ° C permite atingir pressões de até 420 bar. Este dispositivo de compressão oferece duas vantagens principais:A primeira é que permite encher não só veículos a hidrogênio a 350 bar (caso de FC-EV como o Kangoo ZE), mas também, com certeza com algumas limitações de volume, veículos elétricos operando com hidrogênio exigindo pressões de enchimento de 700 bar e alcançando alcances de cerca de 450 km (caso do FCV, como o Toyota Mirai, a célula de combustível Honda Clarity e o Hyundai Nexo…). A segunda vantagem é que o sistema de resfriamento reduz o tempo de enchimento para quatro minutos, em comparação com sete minutos para sistemas operando em temperatura ambiente.

Um posto de gasolina subexplorado que poderia facilmente se tornar competitivo

“A tecnologia do hidrogênio em si não é o fator limitante”, diz Christian Hector, chefe do serviço técnico de Cofluências e iniciador do projeto FaHyence. “O elemento mais restritivo é o eletrolisador”. Com uma média de 2,2 abastecimentos por dia, representando apenas 5% de sua capacidade nominal, a estação está claramente subexplorada. Como consequência, o custo por enchimento continua alto demais para ser competitivo com os sistemas clássicos. Enquanto o custo por quilograma do hidrogênio depende das condições locais; em Sarreguemines é de 10 € por kg, e a média nacional é de cerca de 6 € por kg. Observe que leva cerca de 1 kg de hidrogênio para percorrer 100 km.

Para que a estação seja econômica, seria necessário um mínimo de 30 veículos por dia para encher o tanque. “Mas o lucro econômico não foi a motivação deste projeto, "diz Hector." O objetivo era testar a mobilidade elétrica em um contexto transfronteiriço, bem como para validar a confiabilidade técnica de um posto de gasolina de hidrogênio em combinação com um eletrolisador no local ". Mesmo que o futuro deste posto, cujo apoio financeiro termina em 2020 permanece incerto, os objetivos foram alcançados e isso graças à tenacidade de Hector e sua equipe de mobilidade verde no CASC.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.