Hidrogênio

Com base na emissão de CO2, a produção de hidrogênio é dividida em:
Hidrogênio verde que é produzido a partir de fontes de energia renováveis/sustentáveis, disponíveis em um suprimento inesgotável ou renovam-se com relativa rapidez;
Hidrogênio turquesa que é produzido pelo craqueamento térmico do metano. Em vez de CO2, a pirólise do metano produz carbono sólido;
Hidrogênio cinza que é obtido a partir de matérias-primas fósseis. O gás natural é geralmente convertido em hidrogênio e CO2 em um processo de combustão. O CO2 é então liberado sem uso na atmosfera. A produção de uma tonelada produz cerca de 10 toneladas de CO2;
Hidrogênio azul é produzido como hidrogênio cinza, mas o CO2 resultante é capturado e armazenado. Portanto, esta produção de hidrogênio pode ser considerada neutra em CO2 no balanço.
Hidrogênio marrom que é obtido da gaseificação do carvão.

Com custos decrescentes para geração solar fotovoltaica e eólica, a construção de eletrolisadores em locais com excelentes condições de recursos renováveis ​​pode se tornar uma opção de fornecimento de baixo custo para o hidrogênio.

Densidade de energia volumétrica vs gravimétrica. Lembre-se de que o hidrogênio tem cerca de três vezes a densidade de energia gravimétrica do gás natural, mas apenas cerca de 1/3 da densidade de energia volumétrica. Isso significa que, se a energia volumétrica for baixa, mais espaço de armazenamento será necessário.

Para o hidrogênio, a pressão de armazenamento tem um grande impacto na densidade de energia volumétrica: a 1 bar = 0,09 kg/m3, a 350 bar = 26,1 kg/m3, a 700 bar = 42kg/m3, liquefeito a -252, 9°C = 71 kg/m3

Fonte: Instituto IKV para Processamento de Plástico

As energias renováveis ​​flutuam, especialmente a energia solar, do inverno ao verão.

O hidrogênio pode fornecer uma solução de armazenamento de energia. em 2018, a demanda de energia na Alemanha foi de 2.500 TWh.

A rede alemã de gás natural tem uma extensão total de aproximadamente 511.000 km.

As redes de distribuição e os ramais domésticas são em grande parte feitos de Polietileno (PE).

90% dos tubos da rede de distribuição têm diâmetros abaixo de 500mm. 75% da rede de distribuição opera com pressões abaixo de 1 bar. Apenas 7,5% é operado em pressões acima de 16 bar.

Aproximadamente 50% das tubulações da rede de distribuição são feitas de Polietileno (PE).

Tamanho da molécula [pm]: Hidrogênio: 75 vs Metano: 200

Densidade relativa (ar = 1): Hidrogênio: 0,07 vs Metano: 0,55

Limites de inflamabilidade (limite inferior e superior [%]): Hidrogênio: 4,0-77 vs Metano: 4,4-17

Índice Wobbe [MJ/Nm3]: Hidrogênio: 40,6-48,2 vs Metano: 47,9-53,3

Valor calorífico [MJ/m3]: Hidrogênio: 11 vs Metano: 32

A amônia é produzida em grandes quantidades em todo o mundo para fertilizantes agrícolas, mas usa gás natural ou outros combustíveis fósseis para fornecer a matéria-prima de hidrogênio e a energia para alimentar o processo de síntese. Como resultado, a produção de amônia por esses métodos libera quase 1,5% das emissões globais de CO₂.

A amônia líquida tem densidade de energia 1,5 vezes maior que o hidrogênio líquido e, portanto, é mais fácil de armazenar e transportar.

A amônia verde é considerada a melhor alternativa de combustível livre de carbono para transporte marítimo de longa distância.

Os Veículos Elétricos a Célula de Combustível (FCEV = Fuel Cell Electric Vehicles) terão um papel essencial na descarbonização do transporte. Dependendo do caso de uso (quilômetro médio por dia/viagem e peso do veículo, o FCEV se concentrará em carros médios e grandes, bem como em caminhões e ônibus. Os veículos elétricos a bateria dominarão os carros pequenos e a mobilidade urbana.

O caso de uso deve ser considerado.

Em termos estequiométricos, 1 kg de hidrogênio requer cerca de 9 kg de água.

Os valores reais fornecidos pelos fabricantes variam de 10 a 22 kg de água por 1 kg de hidrogênio.

Fonte: Estratégia Nacional de Hidrogênio da Austrália