Colunista Filipe Vasconcelos (Energia-Tecnologia): Hidrogénio, a última fronteira

08.03.2016

Cada vez mais, o futuro de qualquer país depende de um fornecimento sustentável de energia limpa. E o hidrogénio pode ser uma solução de médio prazo para este desafio.

 

É verdade que o hidrogénio tem quase todas as características potenciais para fornecer energia de forma abundante, segura, limpa e acessível a partir de vários recursos disponíveis. Para além disso, o hidrogénio não só é o elemento químico mais simples que existe - um átomo de hidrogénio é composto por apenas um protão e um eletrão – como o mais abundante no universo. 

 

No entanto, e apesar de sua simplicidade e abundância, não existe naturalmente como um gás na Terra – encontra-se sempre combinado com outros elementos. A água, por exemplo, é uma combinação de oxigénio e hidrogénio (H2O). O hidrogénio é também encontrado em muitos compostos orgânicos, em especial os hidrocarbonetos que constituem muitos dos nossos combustíveis, como gasolina, gás natural e o propano.

 

Só tem um problema: a separação do hidrogénio é um processo que requer gastar-se energia para que aconteça (também chamado endotérmico), o que leva a que o seu custo de produção seja várias vezes mais elevado que o das tecnologias concorrentes, o que tem atrasado o seu desenvolvimento em larga escala. O hidrogénio é assim uma das ultimas fronteiras em matéria de geração de energia.

 

Existem atualmente vários métodos de separação do hidrogénio dos componentes onde se encontra. A maioria do hidrogénio produzido atualmente é feita por meio de reforming, um processo de produção de vapor-metano em que vapor a alta temperatura (600°C - 1000°C) é usado para produzir hidrogénio a partir de uma fonte de metano, como o gás natural. Neste processo, o metano reage com o vapor sob pressão na presença de um catalisador para a produção de hidrogénio, monóxido de carbono, e uma quantidade relativamente pequena de dióxido de carbono. O reforming a vapor também pode ser utilizado para produzir hidrogénio a partir de outros combustíveis, como o etanol, propano, ou mesmo a gasolina. 

 

Outro processo de produção de hidrogénio é através da eletrólise em que se usa uma corrente elétrica para separar moléculas de água em hidrogénio e oxigénio. A energia necessária para este processo pode ser gerada utilizando uma série de recursos. No entanto, para minimizar as emissões de gases com efeito de estufa, a produção de eletricidade utilizando tecnologias de energia renovável (eólica, solar, geotérmica e hidroeléctrica) ou nuclear, carvão e gás natural, com o sequestro de carbono são os preferidos.

 

Para reduzir o custo total de produção do hidrogénio, a pesquisa está atualmente focada na redução do custo dos equipamentos, na optimização das operações e custos de manutenção, bem como na melhoria da eficiência das tecnologias de produção. A investigação inclui ainda o desenvolvimento de novos métodos produção de hidrogénio e das suas infraestruturas, melhorando a tecnologia de sequestro de carbono para assegurar que as versões de produção de hidrogénio a carvão permitem evitar na quase totalidade as emissões de gases de efeito estufa.

 

No Japão, onde as questões ambientais e de escassez de energia são muito importantes, desde Fukushima e do acidente da central nuclear em 2011 que a importância do uso de energia renovável tem sido enfatizada.

 

Uma das tecnologias mais interessantes que temos vindo a acompanhar é a Organic Chemical Hydride (OCH) liderada pela Chiyoda Corporation. Esta tecnologia vem apoiar o desenvolvimento da cadeia de valor do hidrogénio, dado que permite o seu transporte e  armazenamento à temperatura e pressão ambiente.

 

A combinação química do hidrogénio ao tolueno, um dos principais componentes da gasolina, produz um líquido, adequado para uso à temperatura e pressão ambiente. Este novo composto de permite o seu armazenamento estrutural em grandes quantidades e o transporte de longa distância com menos custos é facilitada porque elimina a necessidade de hidrogénio a ser liquefeito a temperaturas criogénicas ou pressurizado em cilindros.

 

Após o sucesso de uma central piloto de demonstração em Yokohama, Japão, o desenvolvimento demonstrou seu potencial para melhorar a eficiência energética na indústria. O sistema está agora na sua fase pré comercial, devendo passar a ser comercializado para uma variedade de usos, incluindo e produção elétrica, combustíveis para automóveis, combustíveis domésticos, etc. até 2020-2025.

 

Este desenvolvimento não vem solucionar todos os problemas do processo de produção de hidrogénio mas permite o seu mais fácil armazenamento e transporte, apoiando-se desta forma o desenvolvimento optimizado da cadeia de valor associado a este vetor energético.

 

São estes passos, entusiasmantes para quem acompanha de perto o sector, que nos dão a esperança e a confiança que o nosso futuro será de uma economia menos poluente e descarbonizada.

 

Provocação do mês: Portugal tem uma capacidade de geração renovável significativa, parte dela exportada a preço zero ou desperdiçada. Como a podemos usar para apoiar o desenvolvimento de uma cadeia de valor de geração, distribuição e comercialização de hidrogénio para sectores específicos?

 

Filipe Morais Vasconcelos, engenheiro mecânico pela Universidade Nova de Lisboa, Pós-graduado pela Université Paris X e MBA pela London Business School é desde 2015 Managing Partner da S317 Consulting. Foi Administrador da YAP_ON Sustainable Solutions entre (2014-2015), Diretor-Geral da Adene (2012-2014), Assessor do Secretário de Estado da Energia no XIX Governo Constitucional (2011-2012), Consultor Sénior no grupo EDP (2004–2011) e Consultor na Accenture (2001–2003). O autor escreve, por opção, ao abrigo do novo Acordo Ortográfico da Língua Portuguesa.

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