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Jan 20, 2024

Schneider Elétrica

Schneider Electric – O foco na segurança do hidrogénio alinha-se com o crescimento da economia. O hidrogênio é projetado para ser uma importante fonte de energia limpa que seria parte integrante de energias e produtos químicos

Schneider Electric – O foco na segurança do hidrogénio alinha-se com o crescimento da economia.

O hidrogénio é projetado para ser uma importante fonte de energia limpa que seria parte integrante da estratégia de zero emissões líquidas das empresas de energia e produtos químicos, aumentando a necessidade de processos, sistemas e melhores práticas de segurança do hidrogénio.

O hidrogênio é um transportador de energia transportável e tem alto potencial energético que pode ser usado como combustível para transporte, geração de energia, aquecimento e aplicações industriais. Ao contrário do gás natural, o hidrogénio produz uma combustão limpa sem emissões de gases com efeito de estufa. No entanto, do ponto de vista do risco de incêndio e explosão, o hidrogénio é menos seguro do que o gás natural porque pode inflamar-se mais facilmente.

Possui um nível de energia de ignição mais baixo, uma faixa mais ampla de concentrações inflamáveis, é mais propenso a vazamentos, não tem cheiro, queima mais quente que o gás natural e pode produzir maior sobrepressão e explosão. Uma gama mais ampla de concentrações inflamáveis ​​e uma velocidade de chama rápida implicam que as combustões de hidrogénio são mais difíceis de controlar.

O hidrogênio tem um valor calorífico mais alto por libra, mas exigirá um volume muito maior para gerar a mesma quantidade de energia que o gás natural. Abaixo está uma tabela que mostra as propriedades físicas entre hidrogênio, metano/gás natural e gasolina/gasolina.

O relatório do banco de dados ARIA do Bureau de Análise de Risco e Poluição Industrial (BARPI) forneceu uma análise de 215 acidentes industriais relacionados ao hidrogênio em todo o mundo. A maioria (60%-70%) destes acidentes com hidrogénio ocorreu na indústria energética e química. Não está claro qual a percentagem destes dados que está relacionada com a produção de hidrogénio verde, mas os números são provavelmente pequenos, uma vez que os dados sobre acidentes foram compilados antes de 2007.

Uma observação interessante da estatística é que 70% dos acidentes resultaram de “falha organizacional e humana”, pelo que a prevenção deve centrar-se na sensibilização para o risco do hidrogénio e nos procedimentos de segurança da empresa.

Dito isto, uma vez que mais de 90% do hidrogénio produzido provém de combustíveis fósseis e é utilizado principalmente nas indústrias de refinação e de fertilizantes, as práticas e regulamentos padrão da indústria exigem uma elevada disponibilidade de sistemas de segurança funcional a serem instalados para a segurança do processo.

Eletrolisador de hidrogênio verde

O conceito básico por trás da produção de hidrogênio verde é o processo de eletrólise que utiliza a eletrificação para quebrar as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio. A eletricidade deve ser proveniente de energia renovável para ser chamada de hidrogênio verde. Uma típica central de hidrogénio verde funciona com um eletrolisador de 5 a 25 MW, mas estamos a observar capacidades de centrais maiores, com mais de 100 MW planeados.

Aumentar a eletrificação e aumentar a capacidade de produção

O desafio para a produção de hidrogénio verde, especialmente se estiver integrado em instalações químicas, refinarias ou petroquímicas, não é a segurança, é o aumento da capacidade de produção e do processo de eletrificação. Padrões de segurança industrial, como Administração de Segurança e Saúde Ocupacional (OSHA), Gestão de Segurança de Processo, ISO, NFPA, IEC, etc., já incluem gases inflamáveis ​​como o hidrogênio.

O hidrogênio é normalmente produzido usando um processo termoquímico chamado reforma a vapor. É frequentemente referido como hidrogênio cinza. Este processo é semelhante a outros processos termoquímicos dentro da planta, por isso está integrado à segurança da planta. Por exemplo, em uma refinaria, uma grande quantidade de hidrogênio cinza é produzida e utilizada no processo de hidrodessulfurização e no processo de hidrocraqueamento.

O hidrogênio azul que depende do CCUS para descarbonizar o hidrogênio cinza também não altera o protocolo de segurança dentro dessas usinas. O hidrogénio verde que se baseia num processo de eletrificação é diferente dos processos termoquímicos – um processo não familiar às operações químicas, de refinaria e petroquímicas tradicionais.

Por exemplo, para uma refinaria típica de 150.000 bbl/d, os eletrolisadores que substituem o reformador de metano a vapor requerem uma potência de rede adicional de 100 MW para gerar hidrogénio verde; isto é quase 200% mais do que a energia da rede tradicional necessária para uma refinaria inteira com esta capacidade. Para os produtores autónomos de hidrogénio verde, a escala de produção enfrentará desafios semelhantes, aumentando de 25 MW para 100 MW.