Cientistas do Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE desenvolveram um conceito técnico e um projeto para uma usina de geração de hidrogênio otimizada para uso no mar. O projeto “OffsH2ore” visa definir um projeto técnica e economicamente otimizado para uma planta integrada de produção de hidrogênio offshore usando eletrólise de membrana de troca de prótons (PEM), incluindo o transporte do gás hidrogênio comprimido para terra.
A fonte de alimentação para a eletrólise vem de um parque eólico offshore conectado diretamente a uma plataforma de eletrólise de 500 MW. A plataforma pode produzir até 50.000 toneladas de hidrogênio verde por ano. A água doce para o eletrolisador PEM é obtida pela dessalinização da água do mar usando o calor residual da eletrólise.
O hidrogênio produzido é purificado e seco, comprimido a 500 bar e transferido para uma embarcação de transporte que pode transportar até 400 toneladas de hidrogênio da plataforma para o continente. Este conceito é independente do gasoduto de transporte de hidrogênio e oferece flexibilidade na escolha do local.
“Os resultados mostram que a produção de hidrogênio diretamente no mar com um eletrolisador PEM é técnica e economicamente viável”, explicam os cientistas.
O projeto foi financiado pelo Ministério Federal Alemão para Assuntos Econômicos e Proteção Climática.
“Com o conceito apresentado pelo consórcio, a implementação rápida e em larga escala é realista”, disseram os pesquisadores.
O conceito garante a produção de hidrogênio sem competição territorial.
“A produção offshore de hidrogênio oferece a oportunidade de cobrir toda a cadeia de valor em nível nacional, ao mesmo tempo em que dissocia a expansão da energia eólica offshore e a expansão da rede”, disse Marius Holst, coordenador do projeto.
Para determinar os custos de produção de hidrogênio, o primeiro passo foi determinar a capacidade ótima de custo do parque eólico offshore com base na capacidade de eletrólise de 500 MW. Os custos mínimos de produção de hidrogénio resultam de uma potência eólica de 602 MW. Nesse caso, eles chegam a 5,92 EUR/kg com pouco menos de 5.000 horas de carga completa de eletrólise.
Os custos de produção de hidrogênio aumentam e as horas de carga completa diminuem com menor capacidade eólica. Por exemplo, um parque eólico com capacidade de 490 MW resulta em custos de produção de hidrogênio de € 6,37 (US$ 7,04)/kg e horas de carga total de cerca de 4.225 h/a. Como resultado da menor capacidade eólica, a eletrólise de 500 MW é significativamente superdimensionada e não pode mais operar com carga nominal.
O consórcio que trabalhou no projeto incluiu Fraunhofer ISE, PNE AG como coordenador do projeto, SILICA Verfahrenstechnik GmbH, KONGSTEIN GmbH e Wystrach GmbH.
Cientistas da Universidade de Adelaide, na Austrália, descobriram recentemente uma maneira de produzir hidrogênio diretamente da água do mar não tratada. Para isso, eles introduziram uma camada de ácido nos catalisadores in situ.
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