Preocupações com a Segurança Impedem Adoção de hidrogênio

Pontos Principais

• A indústria naval usa atualmente cerca de 300 milhões de toneladas de combustíveis fósseis.
• Algo deve mudar se a indústria quiser cumprir suas rígidas metas ambientais.
• Poderia o hidrogênio ser o combustível marítimo do futuro?

Tecnologia Carece de Adoção, Escala

Assim como a amônia, existem várias vias de produção de hidrogênio. Da mesma forma, o hidrogênio cinza e marrom é produzido a partir de combustíveis fósseis, gás natural e carvão, enquanto o hidrogênio verde é produzido a partir de fontes de energia renováveis. O hidrogênio azul é produzido usando combustíveis fósseis, mas incorpora tecnologia de captura de carbono.

O hidrogênio ainda não é uma tecnologia madura, principalmente na indústria marítima. A DNV espera que a absorção permaneça baixa, atingindo 0,5% do mix global de energia em 2030 e 5% em 2050.

No momento, a infraestrutura de abastecimento de hidrogênio para navios não existe devido à baixa demanda. No entanto, o caminho da eletrólise é relativamente maduro, o que significa que pode ser facilmente adotado pelos portos, desde que haja um suprimento de eletricidade prontamente disponível. A maior parte da produção de hidrogênio ainda é baseada em combustíveis fósseis.

Fonte : DNV Previsão de Hidrogênio para 2050

Atualmente, há pouco investimento em tecnologia, mas espera-se que isso aumente.

Fonte : DNV Previsão de Hidrogênio para 2050

Custo do Combustível Competitivo com Base na Energia

A densidade energética do hidrogênio é aproximadamente três vezes maior que a do óleo combustível pesado, portanto, apesar do alto custo por tonelada, o custo por medida de energia é relativamente competitivo com amônia, metanol e etanol.

Fonte : IMO

De acordo com a DNV, o custo da eletrólise baseada em rede cairá para cerca de US$ 1,50/kg até 2050. Espera-se que os custos do hidrogênio verde atinjam a paridade com o hidrogênio azul por volta de 2030, em cerca de US$ 2,50/kg. Na verdade, a maioria das regiões verá o custo do hidrogênio verde cair abaixo do hidrogênio cinza e marrom até 2050. Dependendo da disponibilidade de gás natural, algumas regiões podem ter maior penetração do hidrogênio azul.

Grande Ponto de Venda de Emissões Ultrabaixas

O hidrogênio é um combustível atraente para a indústria naval porque suas emissões são insignificantes. No entanto, como a amônia, o processo de produção precisa ser considerado. O hidrogênio verde feito com energia renovável tem uma pegada de carbono tão baixa quanto 4,6 g de CO2 equivalente/MJ de energia. No entanto, a pegada de hidrogênio cinza é tão alta quanto 155g de CO2 equivalente/MJ – maior até mesmo do que o óleo combustível.

Fonte : DNV

Tal como está, a produção global de hidrogênio gerada por combustíveis fósseis gera 830 milhões de toneladas de equivalentes de CO2 por ano.

Preocupações com Armazenamento Retêm o Hidrogênio

O hidrogênio é três vezes mais denso em energia que o óleo combustível pesado, mas tem uma densidade volumétrica significativamente menor. Isso significa que o hidrogênio ocupa cerca de cinco vezes mais espaço do que o óleo combustível pesado equivalente quando armazenado na forma líquida e 15 vezes mais quando armazenado na forma de gás.

Como resultado, seria necessário muito mais espaço de armazenamento ou mais abastecimento de combustível para embarcações movidas a hidrogênio. Essas instalações de abastecimento provavelmente teriam um requisito de Capex significativo.

E esta não é a única preocupação de armazenamento. Como a menor molécula do universo, o hidrogênio pode vazar facilmente através do menor dos espaços.

Isso pode ser preocupante em um navio porque o hidrogênio é extremamente inflamável quando misturado com o ar. Esta é uma grande limitação para seu uso no transporte marítimo. E quando armazenado, o hidrogênio líquido tem uma temperatura de -253 graus Celsius – o que é um grande estressor para o equipamento.

Devido a essas questões de segurança, o hidrogênio é amplamente utilizado na região de produção, embora os dutos de gás natural possam ser reaproveitados para transportar hidrogênio por uma fração do custo de um novo duto.

Fonte : DNV Previsão de Hidrogênio para 2050

Houve alguns avanços no uso de hidrogênio líquido para transporte marítimo. Em 2020, a MAN anunciou que desenvolveu um sistema de gás combustível naval de hidrogênio líquido que pode ser instalado em diferentes tipos de navios.

E o Suiso Frontier, desenvolvido pela Kawasaki, é o primeiro transportador de hidrogênio líquido do mundo que será usado para transportar hidrogênio entre a Austrália e o Japão.

Considerações Finais

• O hidrogênio é possivelmente o combustível marinho menos desenvolvido.
• Tem havido muito pouco interesse em usar o elemento como combustível marítimo, exceto por um punhado de primeiros usuários.
• O status do hidrogênio como um combustível de queima limpa e sua relação custo-benefício são grandes vantagens.
• O custo de construção da infraestrutura de abastecimento de combustível poderia ser parcialmente compensado com o reaproveitamento de gasodutos naturais.
• A maior desvantagem do hidrogênio é sua estabilidade e segurança.
• Até que essas preocupações possam ser abordadas, é improvável que o combustível seja adotado pela indústria marítima.