Abordar as questões relacionadas com as infraestruturas é particularmente importante no contexto das cadeias globais de abastecimento de hidrogénio [8], tal como a determinação dos custos de fornecimento de hidrogénio renovável e de baixo carbono dependerá dos meios pelos quais o hidrogénio é transportado sob a forma de gás, líquido ou derivado [11]. Além disso, a escolha do meio de transmissão e armazenamento e/ou estado físico está diretamente ligada aos impactos ambientais do ciclo de vida das cadeias de abastecimento [12], que por sua vez são afetados por considerações espaciais e temporais (por exemplo, distância das rotas de abastecimento, capacidade de armazenamento, duração do armazenamento, throughput, entre outros) [13].
(...) As três principais formas físicas do hidrogénio densificado volumetricamente são o hidrogénio gasoso comprimido (CGH2), hidrogénio criocomprimido (CcH2) e hidrogénio liquefeito (LH2). Além dessas três formas principais, o hidrogénio em lama (hidrogénio numa forma criogénica bifásica sólido-líquido), apresentando maior densidade e capacidade de calor refrigerante do que o hidrogénio líquido, também ganhou muita atenção para aplicações em foguetes e células de combustível [16].
(...) Hidrogénio líquido, devido à sua elevada densidade energética, pressão ambiente de armazenamento, elevada pureza do hidrogénio (sem riscos de contaminação) e maturidade da tecnologia (armazenamento estacionário de hidrogénio líquido), é adequada para o transporte de grandes volumes de hidrogénio por longas distâncias e tem recebido cada vez mais atenção nos últimos anos. No entanto, existem obstáculos críticos ao desenvolvimento de sistemas de hidrogénio líquido, nomeadamente um processo de liquefação intensivo de energia (~13,8 kWh/kgLH2) e altas perdas de ebulição de hidrogénio (evaporação de hidrogénio líquido durante armazenamento, 1–5% ao dia).
(...) Diferentes localizações geográficas podem ter motivações institucionais e estruturais que favorecem escolhas específicas [18]. Por exemplo, os sistemas de transmissão baseados em LH2 podem ser mais rentáveis do que os baseados em amónia (NH3), que dependem da conversão química do hidrogénio em amónia e depois de volta ao hidrogênio por meio do craqueamento da amónia na porta do consumidor [19]. Um exemplo disso é a Rota marítima Noruega-Japão. Além disso, a intensidade de CO2 da eletricidade da rede elétrica utilizada para o cracking (ou seja, no Japão) também torna a transmissão baseada em NH3 menos atraente do ponto de vista das emissões. No entanto, sendo possíveis melhorias na eficiência energética em toda a cadeia de valor do NH3, tanto a relação custo-eficácia como a intensidade de CO2 dos sistemas baseados em NH3 podem superar os baseados em H2 líquido em cenários específicos de produção offshore [20]. Assim, compreender as potenciais vantagens e desvantagens associadas a cada alternativa é importante para a adoção de tecnologia e para a elaboração de políticas que apoiem estas novas cadeias de valor do hidrogénio.
(...) Com as duas principais questões acima resolvidas ou aliviadas - processo de liquefação com uso intensivo de energia e perda por ebulição -, o hidrogénio líquido proporcionará mais oportunidades como meio chave de transmissão de energia a longa distância (distância de transporte ≥2000-3000 km) devido para vantagens de custo. A vantagem mais óbvia do hidrogénio líquido sobre outros transportadores de hidrogénio em fase líquida (isto é, LOHCs e amoníaco) é o seu processo de reconversão muito mais simples (processo de regaseificação), que requer menos investimento e consome menos energia do lado do utilizador final.
Fonte: T. Zhang, J. Uratani, Y. Huang, L. Xu, S. Griffiths, Y. Ding, Hydrogen liquefaction and storage: Recent progress and perspectives, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 176 (2023) 113204