O hidro­gê­nio pode ser o ele­mento mais abun­dante no uni­verso, mas na Terra, ele não existe por conta própria livre­mente. Existem muitas manei­ras de pro­du­zir hidro­gê­nio. Pode ser deri­vado de com­bus­tí­veis fósseis ou pro­du­zido através de ele­tró­lise: divi­dindo molé­cu­las de água com ele­tri­ci­dade. Além disso, o hidro­gê­nio é pro­du­zido como um sub­pro­duto de pro­ces­sos quí­mi­cos. Mais de 95% do hidro­gê­nio atu­al­mente pro­du­zido é deri­vado de com­bus­tí­veis fósseis, e o res­tante da água com ele­tri­ci­dade através da ele­tró­lise. A pro­du­ção de hidro­gê­nio através da ele­tró­lise tem uma efi­ci­ên­cia de cerca de 60-70%. Se o hidro­gê­nio con­ver­tido pre­ci­sar ser trans­for­mado de volta em ele­tri­ci­dade, por exemplo, através da com­bus­tão, a efi­ci­ên­cia de ida e volta do pro­cesso é de apenas cerca de 30%. Con­se­quen­te­mente, o hidro­gê­nio não é uma alter­na­tiva efi­ci­ente para o uso direto da ele­tri­ci­dade.

Devido à sua natu­reza eco­ló­gica, o hidro­gê­nio pro­du­zido com ele­tri­ci­dade reno­vá­vel é refe­rido como hidro­gê­nio verde. A quan­ti­dade de hidro­gê­nio verde que pre­ci­sa­re­mos no futuro é enorme. Para ilus­trar, a quan­ti­dade de ele­tri­ci­dade reno­vá­vel neces­sá­ria para pro­du­zir hidro­gê­nio verde sufi­ci­ente para cobrir a atual pro­du­ção de hidro­gê­nio fóssil por si só supera o consumo anual de ele­tri­ci­dade da UE. Isso sig­ni­fi­ca­ria 4.000 TWh ou cerca de 160.000 novos grandes parques eólicos de 6 MW. Um bom ponto de partida, com certeza.

Na luta contra as alte­ra­ções cli­má­ti­cas, temos de uti­li­zar todos os ins­tru­men­tos à nossa dis­po­si­ção. Em todo o mundo, existem grandes ini­ci­a­ti­vas sobre a pro­du­ção de hidro­gê­nio verde em larga escala. A Comis­são Euro­peia estima que, nas pró­xi­mas três décadas, os gover­nos euro­peus inves­ti­rão um total de 470 mil milhões de euros em hidro­gé­nio reno­vá­vel. Na tran­si­ção verde, o hidro­gê­nio é visto como tendo um grande poten­cial como uma forma de arma­ze­na­mento de energia que igua­la­ria os picos de pro­du­ção na pro­du­ção de energia reno­vá­vel. Em termos prá­ti­cos, isso sig­ni­fi­ca­ria pro­du­zir hidro­gê­nio com ele­tri­ci­dade exce­dente gerada por usinas solares e parques eólicos des­cen­tra­li­za­dos. Esse hidro­gê­nio atuaria como arma­ze­na­mento para a energia pro­du­zida.

Com­bus­tão de hidro­gê­nio – con­si­de­ra­ções e apli­ca­ções espe­ci­ais

“A Oilon tem mais de 30 anos de expe­ri­ên­cia na queima de com­bus­tí­veis que contêm hidro­gê­nio. Ofe­re­ce­mos vários modelos de quei­ma­do­res com­pa­tí­veis com hidro­gê­nio”, diz o diretor de tec­no­lo­gia da Oilon, Joonas Kat­te­lus.

50% hydrogen appli­ca­tion.

Toda a gama de quei­ma­do­res para com­bus­tí­veis gasosos da Oilon é ade­quada para queimar mis­tu­ras com até 20% de teor de hidro­gê­nio sem modi­fi­ca­ção. Se o teor de hidro­gê­nio for aumen­tado para 20-70%, uma estru­tura de bico pro­je­tada espe­ci­fi­ca­mente para o pro­pó­sito deve ser usada. Em níveis mais altos (70-100%) e quando há vari­a­ção no teor de hidro­gê­nio do com­bus­tí­vel, uma solução abran­gente pro­je­tada para a com­bus­tão de hidro­gê­nio geral­mente é neces­sá­ria.

100% hydrogen appli­ca­tion.

Em com­pa­ra­ção com o gás natural, 100% de hidro­gê­nio tem uma menor den­si­dade e teor de energia por unidade de volume. O hidro­gê­nio puro é extre­ma­mente infla­má­vel e queima muito inten­sa­mente com uma chama quente. O hidro­gê­nio precisa ser ali­men­tado na zona de chama de uma forma que evite danos aos bicos e estru­tu­ras do quei­ma­dor. Também é impor­tante que o fluxo de com­bus­tí­vel e sua vazão estejam ade­qua­da­mente ali­nha­dos e con­tro­la­dos. Existem algumas outras limi­ta­ções, como que as solu­ções de quei­ma­dor de pré-​mistura são ina­de­qua­das para queimar 100% de hidro­gê­nio. Como o hidro­gê­nio é extre­ma­mente infla­má­vel, a segu­rança é uma pri­o­ri­dade abso­luta. Todos os gaso­du­tos devem estar equi­pa­dos para purgar as linhas com gás não com­bus­tí­vel. A solução mais comum é usar nitro­gê­nio para liberar hidro­gê­nio dos tubos quando o quei­ma­dor é des­li­gado.

Hidro­gê­nio como com­bus­tí­vel

“A Oilon pro­je­tou e entre­gou cen­te­nas de quei­ma­do­res para dife­ren­tes mis­tu­ras de hidro­gê­nio em todo o mundo. O teor de hidro­gê­nio varia de alguns por cento até 100 por cento. Ao longo dos anos, acu­mu­la­mos uma vasta expe­ri­ên­cia no campo. Graças a isso, estamos bem equi­pa­dos para uti­li­zar hidro­gê­nio na com­bus­tão do quei­ma­dor”, diz Kat­te­lus.

Um caso de uso típico para a com­bus­tão de hidro­gê­nio é a indús­tria meta­lúr­gica com suas tem­pe­ra­tu­ras de pro­du­ção extre­ma­mente altas. Outro setor que utiliza o hidro­gê­nio como fonte de energia é a indús­tria química, onde o hidro­gê­nio é pro­du­zido como sub­pro­duto. Para refi­na­rias de petró­leo, a Oilon entre­gou vários pro­je­tos em que o com­bus­tí­vel uti­li­zado é o gás da refi­na­ria. A com­po­si­ção química dos gases da refi­na­ria tende a variar muito, o que sig­ni­fica que há grandes flu­tu­a­ções no teor de hidro­gê­nio.

Na pro­du­ção de aço, o gás de coque (COG) gerado como parte do pro­cesso e o gás de alto-​forno (BFG) são comu­mente usados como fonte de energia. O COG tem um alto teor de hidro­gê­nio, enquanto o teor de hidro­gê­nio do BFG é menor. Alguns dos pro­je­tos COG e BFG que a Oilon con­cluiu envol­ve­ram requi­si­tos de emissão extre­ma­mente rigo­ro­sos. Além disso, a Oilon tem uma vasta expe­ri­ên­cia na com­bus­tão de gás da cidade. Depen­dendo do pro­cesso de pro­du­ção, o teor de hidro­gê­nio do com­bus­tí­vel pode variar muito, sendo os níveis mais altos de 70%.