Hidrogênio sustentável
Por vários séculos, o petróleo, o carvão e o gás impulsionaram avanços e melhorias nas condições sociais e econômicas da população mundial. Por outro lado, a queima desses combustíveis fósseis levou a um aumento do CO₂ atmosférico, com todas as consequências negativas que isso implica para o nosso planeta, incluindo a mudança climática. No entanto, está surgindo uma nova alternativa que pode contribuir para a descarbonização da economia: o hidrogênio sustentável. Além de ser o elemento químico mais abundante na natureza, a principal vantagem do hidrogênio é que sua combustão não emite CO₂, apenas vapor d'água. Se também for produzido por eletrólise da água (quebra da molécula de água pela aplicação de uma corrente elétrica), ao contrário do método mais difundido (reforma do metano), o CO₂ também não é emitido durante esse processo. E se a eletricidade for gerada por fontes renováveis, é quando o hidrogênio é chamado de sustentável ou renovável.
Estação de hidrogênio de Bielefeld
As empresas estão cada vez mais aproveitando os benefícios proporcionados por essa energia limpa e renovável. Uma delas é a Framatome, uma empresa europeia líder na indústria nuclear. Com subsidiárias em 23 países, mais de 15000 funcionários e vendas anuais de mais de EUR 3.300.000.000,00, a empresa está fortemente comprometida com o desenvolvimento de tecnologia, inovação, P&D e descarbonização da economia.
Vicente Soler, gerente de hidrogênio sustentável e armazenamento de energia da Framatome Espanha, explica: “A redução de gases de efeito estufa e a descarbonização da economia são as principais prioridades de nossa empresa para ajudar a deter a mudança climática. O projeto e o desenvolvimento de tecnologia e projetos turnkey para produção, armazenamento e fornecimento de hidrogênio renovável são atividades essenciais para a Framatome.” De fato, a empresa tem desenvolvido tecnologia e projetos nos campos de hidrogênio renovável, armazenamento de energia e Smart Grid há mais de uma década.
Durante esse período, a Framatome projetou, desenvolveu, integrou e comissionou instalações para a produção, armazenamento e fornecimento de hidrogênio renovável, especialmente HRS para o setor de mobilidade. Com a mobilidade em mente, a empresa desenvolveu uma estação de abastecimento de hidrogênio sustentável para ônibus sustentáveis na cidade alemã de Bielefeld. Especificamente, essa estação de hidrogênio tem uma capacidade de armazenamento de 1000 kg de hidrogênio, compressão de 50–500 bar e distribuição a 350 bar para os novos ônibus Mobiel 24 horas por dia.
Esses ônibus a hidrogênio evitam que o dióxido de carbono seja emitido no ar todos os dias com o uso de energia limpa, sustentável e ambientalmente correta. Compressor de hidrogênio Esta estação de hidrogênio não poderia operar sem o compressor de hidrogênio KS95 fornecido pela empresa espanhola Hiperbaric, o primeiro compressor do seu tipo para o mercado internacional com tecnologia totalmente desenvolvida na Espanha.
Localizada em Burgos, na Espanha, a Hiperbaric inicialmente atuava no setor de água de alta pressão, mas desde então diversificou seu portfólio para oferecer também soluções relacionadas ao hidrogênio. “Existem muito poucas empresas no mundo focadas na compressão de hidrogênio de alta pressão, atualmente um dos maiores desafios para o sucesso do hidrogênio como vetor de energia, a fim de reduzir a dependência de combustíveis fósseis e gás natural”, afirma Alejandro Blanco, gerente de vendas da Hiperbaric.
A experiência da Hiperbaric em tecnologia de hidrogênio resultou no contato inicial da Framatome. “Sendo uma líder mundial altamente reconhecida em sistemas de compressão de fluidos e tendo desenvolvido equipamentos capazes de comprimir hidrogênio até 950 bar, entramos em contato com eles para conhecer a empresa, suas capacidades e os equipamentos para hidrogênio”, diz Soler. “Nossa decisão de adquirir um compressor Hiperbaric foi simples. É uma empresa sólida com longa e bem-sucedida experiência no mercado de compressão de fluidos e desenvolveu equipamentos robustos capazes de comprimir hidrogênio até pressões muito altas; exatamente o que estávamos procurando.”
O hidrogênio deve ser comprimido a pressões extremamente altas, entre 200–950 bar, para ser utilizado em um veículo com célula de combustível. Blanco explica: “As soluções de tecnologia de compressão da Hiperbaric incluem dois componentes de alta qualidade, resistentes e confiáveis que usam materiais com propriedades avançadas para alcançar a máxima resistência e uma operação segura.”
Especificamente, o compressor é um KS95, que tem uma pressão de entrada de até 20–40 bar e uma pressão de saída de H₂ de até 950 bar. Ele inclui elementos especialmente projetados para comprimir hidrogênio, incluindo um cilindro intensificador de duas etapas, um sistema hidráulico, um sistema de refrigeração, um circuito de ventilação, um circuito pneumático e o painel de controle e instrumentação. “O componente mais relevante da unidade do compressor é o multiplicador de alta pressão. A tecnologia Hiperbaric é baseada em multiplicadores de duas etapas, com alta eficiência hidráulica e de resfriamento”, acrescenta Blanco.
A tecnologia da Rockwell entra em ação
A Hiperbaric utiliza a tecnologia da Rockwell Automation em suas máquinas de água pressurizada há muitos anos, e o compressor de hidrogênio também inclui vários componentes da Rockwell. “Assim que começamos o projeto de produção do compressor de hidrogênio, pedimos suporte à Rockwell Automation, um fornecedor confiável que conhecemos há muito tempo. Sentimo-nos à vontade para colaborar com eles.”
Neste projeto, em particular, eles optaram por uma solução completa de sistema de controle da Rockwell Automation com recursos de segurança adicionais, algo essencial em um compressor de hidrogênio, pois é um gás muito instável. Além disso, de acordo com Blanco: “É importante também adicionar o anel de comunicações da Rockwell, que permite que os equipamentos Rockwell sejam interconectados, a partir do CLP principal até os CLPs secundários. Isso é extremamente útil para nós na gestão de uma rede com várias unidades com o mesmo equipamento. Também apreciamos o ambiente de programação da Rockwell”, acrescenta ele, “especialmente a interface fácil de usar e seu suporte rápido quando temos dúvidas e perguntas.”
Toda essa tecnologia e a experiência da Hiperbaric no mercado de alta pressão facilitam para nós atingirmos nossa meta de criar compressores de hidrogênio, que oferecem as soluções mais eficientes e usam menos recursos para cada quilograma de hidrogênio comprimido”, afirma Blanco.
A Framatome estava interessada em colocar a instalação em operação o mais rápido possível. “Isso foi alcançado graças à ajuda e prontidão da Hiperbaric, que também agilizou o acordo para o fornecimento e entrega da unidade”, comenta Soler. “A tranquilidade vem de trabalhar com uma empresa com a experiência da Hiperbaric, algo muito relevante nos primeiros projetos de uma indústria emergente.”
Em conclusão, o projeto da estação de hidrogênio de Bielefeld é um marco para o roteiro de hidrogênio renovável da Framatome. “É o primeiro projeto que abordamos no segmento de hidrogênio EPC turnkey, assumindo a responsabilidade como empreiteiro principal – e tenho o prazer de informar que foi muito bem-sucedido”, conclui Soler.