O hidrogênio verde é produzido de maneira sustentável, usando energia renovável, como a solar ou eólica. Vamos dividir o processo em etapas simples:
Etapa 1: Geração de Energia Renovável
- O primeiro passo é a geração de energia a partir de fontes renováveis, como painéis solares ou turbinas eólicas. Essas fontes capturam a energia do sol ou do vento e a transformam em eletricidade.
Etapa 2: Eletrólise da Água
- A eletricidade gerada nas etapas anteriores é usada para realizar a eletrólise da água. A eletrólise é o processo de dividir a água (H2O) em hidrogênio (H2) e oxigênio (O2).
- Isso é feito em um dispositivo chamado eletróliseur, que possui dois eletrodos submersos na água. Quando a eletricidade passa pelos eletrodos, a água é decomposta em suas partes constituintes.
Etapa 3: Coleta e Armazenamento do Hidrogênio
- O hidrogênio (H2) gerado na eletrólise é coletado e armazenado com segurança para uso posterior. Pode ser armazenado em tanques ou convertido em formas mais densas de energia, como amônia líquida.
Etapa 4: Uso do Hidrogênio Verde
- O hidrogênio verde pode ser utilizado em várias aplicações, como:
- Produção de energia elétrica: O hidrogênio pode ser queimado em uma célula de combustível para gerar eletricidade sem emissões de carbono.
- Transporte: Pode ser usado em veículos elétricos movidos a célula de combustível.
- Indústrias: É uma matéria-prima importante em setores como a fabricação de produtos químicos e a produção de aço.
Etapa 5: Benefícios Sustentáveis
- Uma das principais vantagens do hidrogênio verde é que ele não produz emissões de carbono durante a produção ou o uso. Além disso, a água é o único subproduto da eletrólise.
- Isso o torna uma alternativa promissora aos combustíveis fósseis, contribuindo para a redução das emissões de gases de efeito estufa e o combate às mudanças climáticas.
O processo de produção de hidrogênio verde, usando energia renovável e eletrólise da água, representa uma forma sustentável de obter um recurso energético importante. À medida que as tecnologias melhoram e se tornam mais acessíveis, o hidrogênio verde tem o potencial de desempenhar um papel significativo na transição para uma economia mais limpa e sustentável.
O hidrogênio verde é um baita caminho para a reindustrialização do Brasil, mas é muito difícil transportar! solução-> fazer amônia verde a partir dele!
A amônia verde é produzida de maneira mais sustentável, reduzindo as emissões de carbono associadas à produção convencional. Vamos dividir o processo em etapas simples:
Etapa 1: Produção de Hidrogênio Verde
- O primeiro passo é a produção de hidrogênio verde, que é obtido por meio de fontes renováveis de energia, como energia solar ou eólica. Esse hidrogênio é considerado “verde” porque não envolve a queima de combustíveis fósseis e não produz emissões de carbono.
Etapa 2: Combinação com Nitrogênio
- O hidrogênio verde é combinado com nitrogênio atmosférico (N2) em um processo chamado “síntese de amônia”. Isso geralmente ocorre em alta pressão e temperatura.
- A reação química resultante cria a amônia (NH3), que é a substância que estamos produzindo. A equação química para isso é: N2 + 3H2 → 2NH3.
Etapa 3: Separação e Armazenamento
- A amônia produzida é separada dos gases residuais e armazenada em condições adequadas. A amônia é líquida à temperatura ambiente sob pressão, o que facilita o armazenamento e transporte.
Etapa 4: Uso da Amônia
- A amônia verde pode ser utilizada em diversas aplicações, sendo as principais:
- Fertilizantes: A amônia é um ingrediente crucial na fabricação de fertilizantes nitrogenados, essenciais para a agricultura.
- Energia: Pode ser usado como combustível em células de combustível ou sistemas de energia térmica.
- Armazenamento de Energia: Pode ser usado como meio de armazenamento de energia renovável, liberando hidrogênio quando necessário.
Etapa 5: Benefícios Sustentáveis
- A principal vantagem da amônia verde é que ela é produzida sem emissões significativas de carbono, ao contrário do processo tradicional de Haber-Bosch, que é intensivo em emissões de CO2.
- Isso a torna uma opção importante para reduzir as emissões de gases de efeito estufa na agricultura e em outras indústrias.
O processo de produção de amônia verde, com o uso de hidrogênio verde e síntese de amônia, contribui para a redução das emissões de carbono e é uma abordagem mais sustentável para a produção de um composto vital para a agricultura e outras indústrias. À medida que as tecnologias avançam, a amônia verde tem o potencial de desempenhar um papel crucial na transição para uma economia mais limpa e ambientalmente amigável.
- Hidrogênio é explosivo. Por isso estocar sob forma gasosa é complexo, pois é necessário pressão para aumentar a capacidade de estocagem, mas excesso de pressão ou vazamentos são muito perigosos. Amônia pode ser uma solução mais simples e barata. Contudo também pode causar sérios riscos de explosão se mal conservada (por isso terroristas usam fertilizantes na confecção de bombas “caseiras”; o problema de depósito mal conservado de amônia resultou na explosão do porto de Beirute).
https://www.bbc.com/portuguese/internacional-53688549
Atualmente, existem várias opções em consideração para o transporte seguro de hidrogênio de uma planta offshore no Brasil para um centro de consumo na Europa. As principais opções são:
- Transporte por navios-tanque: O hidrogênio pode ser liquefeito a temperaturas muito baixas (-253°C) e transportado em navios-tanque especialmente projetados para o transporte criogênico. Esses navios são construídos com isolamento térmico avançado e sistemas de segurança para lidar com o hidrogênio líquido. No entanto, o transporte de hidrogênio líquido requer condições rigorosas de temperatura e pressão para evitar vazamentos e dissipação do produto.
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Transporte em forma de hidrogênio comprimido: O hidrogênio pode ser comprimido a altas pressões e transportado em cilindros ou tanques de armazenamento. Esse método requer infraestrutura para compressão e descompressão do hidrogênio nos pontos de origem e destino. O transporte em forma de gás comprimido é mais seguro em relação ao transporte de hidrogênio líquido, mas requer recipientes resistentes e sistemas de armazenamento seguros.
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Hidrogênio transportado como portador químico: Uma opção alternativa é converter o hidrogênio em um portador químico mais seguro e estável, que pode ser facilmente transportado e, em seguida, reconvertido em hidrogênio no local de destino. Exemplos de portadores químicos incluem amônia (NH3) ou metanol (CH3OH). Esses compostos têm densidades energéticas mais altas e podem ser manuseados e transportados com infraestrutura existente, como tanques e gasodutos, embora exijam processos adicionais de conversão.
É importante observar que o transporte seguro de hidrogênio em larga escala ainda é um desafio em termos de infraestrutura e segurança. Requer investimentos significativos em tecnologia, regulamentações robustas e padrões de segurança para mitigar riscos potenciais, como vazamentos, incêndios ou explosões. O desenvolvimento de infraestrutura e logística adequadas é fundamental para tornar o transporte de hidrogênio uma opção viável em longas distâncias como essa.
** comentários de um especialista:
Combustível é um nome infeliz para o hidrogênio (é um vetor de energia – energy carrier), porque não precisa ser usado como um combustível, no processo de combustão, que produz calor. O hidrogênio pode suprir células eletroquímicas para gerar eletricidade, sem combustão envolvida. A utilização de H2 em células eletroquímicas não envolve combustão, ele não é ‘queimado’ nas células
– Amônia líquida ainda é um assunto controverso. O texto diz que é possível produzir amônia verde sem utilizar o nefasto processo Haber-Bosch, hiper intensivo em energia. A únca vantagem da amônia verde é a obtenção do H2 sem energia fóssil. O resto é o mesmo horror do Haber-Bosch, com seus altos custos inerentes (ver link abaixo)
https://sustainability.crugroup.com/article/green-ammonia-fuel-faces-three-big-challenges