A AP2H2 reprogramou o curso de formação «Introdução às Pilhas de Combustível e Hidrogénio» em dois módulos. Inicialmente projectado como uma só acção a decorrer neste mês de Maio, as inúmeras solicitações dos interessados levou a que a associação reajustasse alguns conteúdos, de forma a ir ao encontro das dificuldades sentidas pelos destinatários na compatibilização da acção com as suas actividades profissionais.
Assim, o primeiro módulo terá lugar nos dias 29 e 30 de Maio e o segundo nos dias 16 e 17 de Junho. Estruturado em 35 horas, o conteúdo programático do curso versa as Pilhas de Combustível, O Hidrogénio e as Tecnologias associadas à Produção, O Hidrogénio e as Tecnologias associadas ao Armazenamento, Hidrogénio: Segurança e Manuseamento, e Projecto, Sistemas Auxiliares e Integração de Pilhas de Combustível.Estruturado em 35 horas, o conteúdo programático do curso versa as Pilhas de Combustível, O Hidrogénio e as Tecnologias associadas à Produção, O Hidrogénio e as Tecnologias associadas ao Armazenamento, Hidrogénio: Segurança e Manuseamento, e Projecto, Sistemas Auxiliares e Integração de Pilhas de Combustível.
A direcção científica do curso está a cargo de Carmen Rangel, vice-presidente da associação, e o conteúdo programático será ministrado por docentes da SRE, do IST, da FEUP, da UNL. do INETI e da Air Liquide.
sexta-feira, 16 de maio de 2008
O futuro do hidrogénio em Portugal – Os resultados do projecto HI-PO
O projecto HI-PO é uma iniciativa nacional financiada pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT). O principal objectivo do projecto é desenvolver uma estratégia para o hidrogénio em Portugal, através da elaboração e avaliação de cenários juntamente com agentes para o futuro do hidrogénio em Portugal. Estes cenários não pretendem adivinhar o futuro, mas estudar as consequências de futuros possíveis, ajudando assim na tomada de decisões.
A metodologia adoptada baseia-se nas abordagens da iniciativa UK Sustainable Hydrogen Energy Consortium (McDowall & Eames, 2006) e no projecto Europeu HyWays (HyWays Project, 2008), envolvendo um extenso processo consultivo. O projecto HI-PO mobilizou peritos e outros agentes nacionais, representando diferentes áreas desde académicos à indústria, da energia ao ambiente, através de workshops, entrevistas pessoais e relatórios conjuntos.
A primeira workshop contou com cerca de 50 agentes, na qual foram discutidas as tecnologias mais apropriadas para a economia do hidrogénio em Portugal. Foi esta a base para o conjunto de 5 cenários de hidrogénio identificados no decurso do projecto:
Renováveis dominantes – produção centralizada de hidrogénio baseada exclusivamente em fontes renováveis, distribuído por pipelines até estações de abastecimento para transportes, indústrias e residências.
Não renováveis e bioenergia centralizadas – produção centralizada de hidrogénio baseada em gás natural e carvão, ambas com captura e sequestro de carbono (CCS), nuclear, biomassa e biogás, distribuído por pipelines até estações de abastecimento, aeroportos e portos para uso nos transportes.
Electricidade descentralizada – produção descentralizada de hidrogénio baseada na rede eléctrica, com electrolisadores on-site nas estações de abastecimento para transportes, e nas indústrias e residências para electricidade e calor.
Gás natural descentralizado – produção descentralizada de hidrogénio baseada na rede de gás natural, com reformadores on-site nas estações de abastecimento para transportes rodoviários. Adicionalmente, centrais a carvão com CCS produzem hidrogénio para abastecer estações de abastecimento e indústrias situadas em seu redor.
Pequena escala e combustíveis líquidos – uso do hidrogénio em comunidades remotas baseada em fontes renováveis, essencialmente eólica, solar e biomassa, para co-gerações domésticas e armazenamento de energia para a rede eléctrica. O principal uso do hidrogénio é para a produção de combustíveis ricos em hidrogénio, como o metanol, os quais são os combustíveis dominantes para os transportes rodoviários.
Estes 5 cenários foram avaliados em detalhe através de um processo de análise multi-critério envolvendo 18 entrevistas individuais. Foi pedido aos agentes que criassem critérios mensuráveis para avaliarem os cenários e lhes atribuíssem um peso.
Apesar de nenhum cenário ter sido identificado no processo de avaliação como claro vencedor, os resultados indicam uma preferência pelos cenários baseados em fontes renováveis, focando os transportes rodoviários como principal uso para o hidrogénio. No entanto, a ideia dominante entre a maioria dos agentes é de que o futuro do hidrogénio em Portugal não será baseado em nenhum destes cenários em particular mas numa mistura de vários, assegurando assim a diversidade da produção energética tendo em vista o objectivo de segurança do abastecimento presente nas políticas de energia.
A identificação e ponderação dos critérios demonstram que os agentes portugueses estão mais preocupados com os desafios que a economia do hidrogénio tem de enfrentar, ao invés de enaltecerem as oportunidades criadas. Isto fica evidente nos pesos atribuídos aos critérios económicos e tecnológicos face aos dos critérios ambientais e de dependência externa.
Fontes
As energias renováveis devem ter um papel preponderante na produção de hidrogénio, essencialmente a eólica e a solar. Esta é a única forma de assegurar a maximização dos benefícios ambientais associados ao uso do hidrogénio. Contudo, diversos agentes consideram que estas fontes não terão capacidade de garantir a produção de grandes quantidades de hidrogénio, para além de serem demasiado caras para um uso disseminado das tecnologias de hidrogénio. Outros agentes contrapõem indicando que o rápido crescimento dos preços dos combustíveis fósseis e a internalização das questões ambientais nos preços da energia fará com que as energias renováveis rapidamente se tornem competitivas.
Apesar de serem alvo de diversas críticas, os combustíveis fósseis, como o gás natural e o carvão, foram indicados como fontes inevitáveis para a produção de hidrogénio, dada a sua disponibilidade e baixo custo. A presença do CCS foi indicada como vital para ultrapassar os problemas ambientais associados ao recurso a estas fontes. O nuclear foi menos consensual entre os agentes, uns referindo que esta se pode tornar a principal fonte para a produção de electricidade e de hidrogénio no futuro, mas a maioria sublinhando que este está longe de ser uma opção política no curto e até no longo prazo em Portugal.
Produção e distribuição
Não foi observada uma clara preferência pela produção centralizada ou descentralizada de hidrogénio, ambas recebendo comentários positivos e negativos. Os defensores da produção descentralizada argumentaram que esta opção será o futuro da produção energética, essencialmente quando baseada em fontes renováveis. Mas várias críticas incidiram sobre o cenário ‘3. Electricidade descentralizada’ indicando o número de conversões energéticas necessárias, reduzindo assim a eficiência global do sistema.
Em relação às tecnologias de produção, a electrólise foi várias vezes referida como factor limitativo para a economia do hidrogénio devido à sua baixa eficiência. Um forte desenvolvimento deste processo foi sublinhado como sendo essencial para a afirmar a produção de hidrogénio a partir de fontes renováveis, em contraste com a reformação, já competitiva actualmente, o que permite que o gás natural seja um fonte importante para o hidrogénio no curto e médio prazo.
Usos
O transporte rodoviário destaca-se como o principal uso para o hidrogénio. Este é o sector onde existem maiores dificuldades em encontrar substitutos para os combustíveis fósseis. Alguns agentes mencionaram os combustíveis líquidos como concorrentes do hidrogénio puro, dadas as maiores facilidades logísticas e o mais avançado estado de desenvolvimento destas tecnologias.
As co-gerações industriais e domésticas forma menos consensuais. Parte dos agentes defendeu que o uso de pilhas de combustível seria por si só um grande ganho de eficiência no processo, ao passo que outros preferiram destacar a baixa eficiência decorrente das muitas conversões contempladas, da electricidade para hidrogénio e depois de volta a electricidade e calor ou do gás natural para hidrogénio, ao invés de o usar directamente para a produção de calor, por exemplo.
O armazenamento de energia a partir de fontes renováveis, aproveitando a produção em horas de vazio, foi igualmente controverso. Por um lado os agentes viram a possibilidade de armazenar energia sob a forma de hidrogénio como uma oportunidade para a estabilização da produção de electricidade, mas por outro lado a opção pela bombagem nas hidroeléctricas foi vista como uma solução mais adequada.
Barreiras e oportunidades
As principais barreiras identificadas à economia do hidrogénio foram os custos e o desenvolvimento tecnológico de muitas das soluções integradas nos 5 cenários. Foi dada uma maior importância a estes critérios do que aos ambientais e aos de segurança do abastecimento. Isto parece indicar que as atenções devem ser centradas nestas áreas, quer nas tecnologias, promovendo a investigação & desenvolvimento para permitir tecnologias mais eficientes e menos dispendiosas, quer nos custos, fomentando políticas de apoio a este vector energético.
Os custos penalizaram os mais ambiciosos cenários centralizados, mas alguns agentes realçaram que os custos são um falso problema na escala temporal considerada, dado que os preços crescentes dos combustíveis fósseis e a internalização das questões ambientais permitirão que as tecnologias mais sustentáveis se tornem competitivas.
O ambiente e a segurança do abastecimento foram destacados como as principais forças motrizes para a economia do hidrogénio, principalmente devido à substituição dos combustíveis fósseis. Esta imagem positiva é o principal motivo pelo qual os agentes entrevistados não consideram que a aceitação pública possa vir a ser um factor limitativo à introdução do hidrogénio como vector energético em Portugal.
Referências bibliográficas
HyWays Project (2008) http://www.HyWays.de, acedido em 29.04.2008
McDowall, W. & Eames, M. (2006) Towards a Sustainable Hydrogen Economy – A multi-criteria mapping of the UKSHEC hydrogen futures, UK Sustainable Hydrogen Energy Consortium, Policy Studies Institute, London
Rui Pimenta e Tomás Rei Fernandes
Research Group on Energy and Sustainable Development, Departamento de Engenharia Mecânica, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa
A metodologia adoptada baseia-se nas abordagens da iniciativa UK Sustainable Hydrogen Energy Consortium (McDowall & Eames, 2006) e no projecto Europeu HyWays (HyWays Project, 2008), envolvendo um extenso processo consultivo. O projecto HI-PO mobilizou peritos e outros agentes nacionais, representando diferentes áreas desde académicos à indústria, da energia ao ambiente, através de workshops, entrevistas pessoais e relatórios conjuntos.
A primeira workshop contou com cerca de 50 agentes, na qual foram discutidas as tecnologias mais apropriadas para a economia do hidrogénio em Portugal. Foi esta a base para o conjunto de 5 cenários de hidrogénio identificados no decurso do projecto:
Renováveis dominantes – produção centralizada de hidrogénio baseada exclusivamente em fontes renováveis, distribuído por pipelines até estações de abastecimento para transportes, indústrias e residências.
Não renováveis e bioenergia centralizadas – produção centralizada de hidrogénio baseada em gás natural e carvão, ambas com captura e sequestro de carbono (CCS), nuclear, biomassa e biogás, distribuído por pipelines até estações de abastecimento, aeroportos e portos para uso nos transportes.
Electricidade descentralizada – produção descentralizada de hidrogénio baseada na rede eléctrica, com electrolisadores on-site nas estações de abastecimento para transportes, e nas indústrias e residências para electricidade e calor.
Gás natural descentralizado – produção descentralizada de hidrogénio baseada na rede de gás natural, com reformadores on-site nas estações de abastecimento para transportes rodoviários. Adicionalmente, centrais a carvão com CCS produzem hidrogénio para abastecer estações de abastecimento e indústrias situadas em seu redor.
Pequena escala e combustíveis líquidos – uso do hidrogénio em comunidades remotas baseada em fontes renováveis, essencialmente eólica, solar e biomassa, para co-gerações domésticas e armazenamento de energia para a rede eléctrica. O principal uso do hidrogénio é para a produção de combustíveis ricos em hidrogénio, como o metanol, os quais são os combustíveis dominantes para os transportes rodoviários.
Estes 5 cenários foram avaliados em detalhe através de um processo de análise multi-critério envolvendo 18 entrevistas individuais. Foi pedido aos agentes que criassem critérios mensuráveis para avaliarem os cenários e lhes atribuíssem um peso.
Apesar de nenhum cenário ter sido identificado no processo de avaliação como claro vencedor, os resultados indicam uma preferência pelos cenários baseados em fontes renováveis, focando os transportes rodoviários como principal uso para o hidrogénio. No entanto, a ideia dominante entre a maioria dos agentes é de que o futuro do hidrogénio em Portugal não será baseado em nenhum destes cenários em particular mas numa mistura de vários, assegurando assim a diversidade da produção energética tendo em vista o objectivo de segurança do abastecimento presente nas políticas de energia.
A identificação e ponderação dos critérios demonstram que os agentes portugueses estão mais preocupados com os desafios que a economia do hidrogénio tem de enfrentar, ao invés de enaltecerem as oportunidades criadas. Isto fica evidente nos pesos atribuídos aos critérios económicos e tecnológicos face aos dos critérios ambientais e de dependência externa.
Fontes
As energias renováveis devem ter um papel preponderante na produção de hidrogénio, essencialmente a eólica e a solar. Esta é a única forma de assegurar a maximização dos benefícios ambientais associados ao uso do hidrogénio. Contudo, diversos agentes consideram que estas fontes não terão capacidade de garantir a produção de grandes quantidades de hidrogénio, para além de serem demasiado caras para um uso disseminado das tecnologias de hidrogénio. Outros agentes contrapõem indicando que o rápido crescimento dos preços dos combustíveis fósseis e a internalização das questões ambientais nos preços da energia fará com que as energias renováveis rapidamente se tornem competitivas.
Apesar de serem alvo de diversas críticas, os combustíveis fósseis, como o gás natural e o carvão, foram indicados como fontes inevitáveis para a produção de hidrogénio, dada a sua disponibilidade e baixo custo. A presença do CCS foi indicada como vital para ultrapassar os problemas ambientais associados ao recurso a estas fontes. O nuclear foi menos consensual entre os agentes, uns referindo que esta se pode tornar a principal fonte para a produção de electricidade e de hidrogénio no futuro, mas a maioria sublinhando que este está longe de ser uma opção política no curto e até no longo prazo em Portugal.
Produção e distribuição
Não foi observada uma clara preferência pela produção centralizada ou descentralizada de hidrogénio, ambas recebendo comentários positivos e negativos. Os defensores da produção descentralizada argumentaram que esta opção será o futuro da produção energética, essencialmente quando baseada em fontes renováveis. Mas várias críticas incidiram sobre o cenário ‘3. Electricidade descentralizada’ indicando o número de conversões energéticas necessárias, reduzindo assim a eficiência global do sistema.
Em relação às tecnologias de produção, a electrólise foi várias vezes referida como factor limitativo para a economia do hidrogénio devido à sua baixa eficiência. Um forte desenvolvimento deste processo foi sublinhado como sendo essencial para a afirmar a produção de hidrogénio a partir de fontes renováveis, em contraste com a reformação, já competitiva actualmente, o que permite que o gás natural seja um fonte importante para o hidrogénio no curto e médio prazo.
Usos
O transporte rodoviário destaca-se como o principal uso para o hidrogénio. Este é o sector onde existem maiores dificuldades em encontrar substitutos para os combustíveis fósseis. Alguns agentes mencionaram os combustíveis líquidos como concorrentes do hidrogénio puro, dadas as maiores facilidades logísticas e o mais avançado estado de desenvolvimento destas tecnologias.
As co-gerações industriais e domésticas forma menos consensuais. Parte dos agentes defendeu que o uso de pilhas de combustível seria por si só um grande ganho de eficiência no processo, ao passo que outros preferiram destacar a baixa eficiência decorrente das muitas conversões contempladas, da electricidade para hidrogénio e depois de volta a electricidade e calor ou do gás natural para hidrogénio, ao invés de o usar directamente para a produção de calor, por exemplo.
O armazenamento de energia a partir de fontes renováveis, aproveitando a produção em horas de vazio, foi igualmente controverso. Por um lado os agentes viram a possibilidade de armazenar energia sob a forma de hidrogénio como uma oportunidade para a estabilização da produção de electricidade, mas por outro lado a opção pela bombagem nas hidroeléctricas foi vista como uma solução mais adequada.
Barreiras e oportunidades
As principais barreiras identificadas à economia do hidrogénio foram os custos e o desenvolvimento tecnológico de muitas das soluções integradas nos 5 cenários. Foi dada uma maior importância a estes critérios do que aos ambientais e aos de segurança do abastecimento. Isto parece indicar que as atenções devem ser centradas nestas áreas, quer nas tecnologias, promovendo a investigação & desenvolvimento para permitir tecnologias mais eficientes e menos dispendiosas, quer nos custos, fomentando políticas de apoio a este vector energético.
Os custos penalizaram os mais ambiciosos cenários centralizados, mas alguns agentes realçaram que os custos são um falso problema na escala temporal considerada, dado que os preços crescentes dos combustíveis fósseis e a internalização das questões ambientais permitirão que as tecnologias mais sustentáveis se tornem competitivas.
O ambiente e a segurança do abastecimento foram destacados como as principais forças motrizes para a economia do hidrogénio, principalmente devido à substituição dos combustíveis fósseis. Esta imagem positiva é o principal motivo pelo qual os agentes entrevistados não consideram que a aceitação pública possa vir a ser um factor limitativo à introdução do hidrogénio como vector energético em Portugal.
Referências bibliográficas
HyWays Project (2008) http://www.HyWays.de, acedido em 29.04.2008
McDowall, W. & Eames, M. (2006) Towards a Sustainable Hydrogen Economy – A multi-criteria mapping of the UKSHEC hydrogen futures, UK Sustainable Hydrogen Energy Consortium, Policy Studies Institute, London
Rui Pimenta e Tomás Rei Fernandes
Research Group on Energy and Sustainable Development, Departamento de Engenharia Mecânica, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa
quinta-feira, 8 de maio de 2008
INETI quer produzir hidrogénio a partir de renováveis
O INETI está a desenvolver o projecto RenH2 - Sistema energético autónomo baseado em produção totalmente renovável de hidrogénio. Este projecto parte de um sistema autónomo híbrido fotovoltaico-eólico, já existente no INETI, de forma a alterar a sua estratégia de controlo e armazenamento de energia, considerando a produção e armazenamento de hidrogénio.
No sistema com armazenamento de hidrogénio, quando há excedente de energia, esta é encaminhada para o electrolisador que produz uma quantidade de hidrogénio proporcional à intensidade da corrente que lhe é entregue. O hidrogénio produzido será encaminhado para um depósito revestido com hidretos metálicos. Quando a produção for insuficiente para alimentar a carga, a energia em falta é fornecida por uma pilha de combustível que usa, como fonte energética, o hidrogénio previamente armazenado. A carga que corresponderia a 2 consumidores em corrente alternada é simulada. O perfil de carga de cada consumidor é pré‑programado e gerido por um dispensador de energia que controla a potência e a energia diária máximas.
O protótipo resultante desta iniciativa apresenta-se como um sistema autónomo de produção de energia baseado na tecnologia do hidrogénio. Pretende-se optimizar e integrar módulos de produção, armazenamento e conversão em células de combustível, mediante a utilização de painéis fotovoltaicos e aerogeradores para a produção de hidrogénio. Pretende-se estudar as condições em que este sistema constitua uma alternativa viável face aos actuais sistemas stand-alone, baseados ou na utilização de geradores diesel ou em baterias convencionais para armazenamento de energia.
Este projecto é financiado pela FCT através do programa POCI - Programa Operacional Ciência e Inovação 2010. São parceiros neste projecto a ESTS/IPSetúbal, a FCT/UNL, o INETI e o IPTomar.
No sistema com armazenamento de hidrogénio, quando há excedente de energia, esta é encaminhada para o electrolisador que produz uma quantidade de hidrogénio proporcional à intensidade da corrente que lhe é entregue. O hidrogénio produzido será encaminhado para um depósito revestido com hidretos metálicos. Quando a produção for insuficiente para alimentar a carga, a energia em falta é fornecida por uma pilha de combustível que usa, como fonte energética, o hidrogénio previamente armazenado. A carga que corresponderia a 2 consumidores em corrente alternada é simulada. O perfil de carga de cada consumidor é pré‑programado e gerido por um dispensador de energia que controla a potência e a energia diária máximas.
O protótipo resultante desta iniciativa apresenta-se como um sistema autónomo de produção de energia baseado na tecnologia do hidrogénio. Pretende-se optimizar e integrar módulos de produção, armazenamento e conversão em células de combustível, mediante a utilização de painéis fotovoltaicos e aerogeradores para a produção de hidrogénio. Pretende-se estudar as condições em que este sistema constitua uma alternativa viável face aos actuais sistemas stand-alone, baseados ou na utilização de geradores diesel ou em baterias convencionais para armazenamento de energia.
Este projecto é financiado pela FCT através do programa POCI - Programa Operacional Ciência e Inovação 2010. São parceiros neste projecto a ESTS/IPSetúbal, a FCT/UNL, o INETI e o IPTomar.
terça-feira, 6 de maio de 2008
The Establishment of a European Hydrogen Society
Concerns about climate change and energy security create a forum for the mainstream market penetration of hydrogen. Hydrogen presents the root to a truly sustainable global energy future.
Primary sources of energy such as coal, oil and natural gas exist in nature and they can be burned directly in final uses to provide an energy service, such as heating buildings, or they can be transformed into secondary energy sources (also known as energy carriers).
Electricity is the most common secondary source of energy. Hydrogen is also a secondary source, as it must be produced using a hydrogen-rich source, such a hydrocarbon or water. The process to produce hydrogen from a hydrocarbon, like for example natural gas, is in a very advanced stage of technological development, but this process produces CO2 as a by-product, although in lower quantities than burning directly the natural gas.
The cleanest way to produce hydrogen is through electrolysis of the water (separating the hydrogen and the oxygen of the water). However this process requires electricity that should be obtained from renewable sources. This process is completely known at laboratory scale but more research is required for the efficient production at large scale. The hydrogen can be converted to energy either through combustion or through an electrochemical reaction in a fuel cell to generate heat and electricity.
Let's image an energy based economy: 1-An efficient and competitive hydrogen production, storage and transport system has been built. 2- Hydrogen has become widely accepted as a clean, safe and sustainable form of energy. 3-Cities and towns are filled with highly efficient hydrogen-powered vehicles conveying people and goods, emitting only water. Many of these vehicles refuel at public stations where hydrogen supplies are received by pipeline from centralised production facilities. Others fill their hydrogen tanks from home or at their workplace from either small-scale natural gas reformers (device to produce hydrogen from natural gas) or renewable energy powered electrolysis plants, some using photovoltaic. 4- Home owners have the choice of buying electricity from the grid or supplying their own energy needs with a dedicated fuel cell that provides electricity and thermal energy for heating and cooling. That fuel cell uses hydrogen produced by a small reformer, using natural gas supplied through the local pipeline distribution network. 5- Electricity is produced in centralised power plants, using gasified coal or natural gas. The carbon emitted is captured and piped to a storage site or converted to useful and safe solid products. 6-Some of the hydrogen produced is burnt in highly efficient gas turbines to provide electricity, and some is piped to customers for use in vehicles and distributed generation plants. 7- Renewable energy sources also contribute to both power and hydrogen production. 8-Hydrogen is used to store the intermittent energy generated from wind turbines and photovoltaic. This is the society that Julio Verne envisioned when he described a chemical process to generate electricity for Nemo's Nautilus from sea-water, 1874.
However, the transition to a hydrogen economy would, therefore, be gradual, possibly taking 2 or 3 decades. The construction of entirely new supply infrastructures for hydrogen distribution would undoubtedly be costly and risky, which might be a major barrier to switching to hydrogen. And consumers must be convinced that hydrogen is economical, practical and safe.
Considerably more research and development will be needed to overcome the technical, financial and non-technical barriers that currently stand in the way of hydrogen. Major technological and cost breakthroughs are needed .The cost of supplying hydrogen energy using current technologies, is still very high compared to conventional energy technologies The main areas in which progress is needed are fuel cells; hydrogen production from renewable sources; distribution and storage infrastructure that meets environmental and safety criteria; and carbon capture and storage.
Safety is a critical issue. Contrary to popular opinion, hydrogen is actually less flammable than light oil products, such as gasoline, and most other fossil fuels. But the need to transport and store it under high pressure or at very low temperature brings other hazards. There is plenty of evidence that, with proper handling and controls, hydrogen can be as safe as the fuels in use today. Indeed, hydrogen has a long history of safe use in industry. But, for it to become widely accepted in other applications, it will become increasingly important to develop and implement internationally agreed rules, regulations, codes and standards covering the construction, maintenance and operation of hydrogen facilities and equipment safely, along the entire fuel-supply chain. Uniformity of safety requirements and their strict enforcement will be essential to establishing consumer confidence.
Televised images of the spectacular destruction of the Hindenburg airship affected people’s perception of hydrogen and their acceptance of the gas as a safe energy carrier. The Hindenburg burst into flame in full view of a crowd of reporters while landing in New Jersey, in 1937. The flammability of the hydrogen that fuelled the airship was blamed for the disaster. Now it is known that the paint used on the skin of the airship was the primary cause of the fire. However, this accident stopped the fast development of the hydrogen technology that was taking place in Germany, prior the Second World War.
In order to support the introduction of a safe and reliable hydrogen-based society in Europe, it is of utmost importance that the European Commission, Member States and the private sector continue and increase the investment in R&D and demonstration in the area of hydrogen. But to invest in R&D and Demonstration projects is not enough. We will also need an action plan that integrates political, technological, economic, social and environmental issues addressing the non-technical barriers such as codes and standards for infrastructure implementation and public safety concerns, the social and economic impacts, the changing trends in industrial structures and in the European economy, the changing in the training and education system of engineers and technicians and the public perception.
Maria da Graça Carvalho
Principal Adviser Bureau of European Policy Advisers
European Commission
Primary sources of energy such as coal, oil and natural gas exist in nature and they can be burned directly in final uses to provide an energy service, such as heating buildings, or they can be transformed into secondary energy sources (also known as energy carriers).
Electricity is the most common secondary source of energy. Hydrogen is also a secondary source, as it must be produced using a hydrogen-rich source, such a hydrocarbon or water. The process to produce hydrogen from a hydrocarbon, like for example natural gas, is in a very advanced stage of technological development, but this process produces CO2 as a by-product, although in lower quantities than burning directly the natural gas.
The cleanest way to produce hydrogen is through electrolysis of the water (separating the hydrogen and the oxygen of the water). However this process requires electricity that should be obtained from renewable sources. This process is completely known at laboratory scale but more research is required for the efficient production at large scale. The hydrogen can be converted to energy either through combustion or through an electrochemical reaction in a fuel cell to generate heat and electricity.
Let's image an energy based economy: 1-An efficient and competitive hydrogen production, storage and transport system has been built. 2- Hydrogen has become widely accepted as a clean, safe and sustainable form of energy. 3-Cities and towns are filled with highly efficient hydrogen-powered vehicles conveying people and goods, emitting only water. Many of these vehicles refuel at public stations where hydrogen supplies are received by pipeline from centralised production facilities. Others fill their hydrogen tanks from home or at their workplace from either small-scale natural gas reformers (device to produce hydrogen from natural gas) or renewable energy powered electrolysis plants, some using photovoltaic. 4- Home owners have the choice of buying electricity from the grid or supplying their own energy needs with a dedicated fuel cell that provides electricity and thermal energy for heating and cooling. That fuel cell uses hydrogen produced by a small reformer, using natural gas supplied through the local pipeline distribution network. 5- Electricity is produced in centralised power plants, using gasified coal or natural gas. The carbon emitted is captured and piped to a storage site or converted to useful and safe solid products. 6-Some of the hydrogen produced is burnt in highly efficient gas turbines to provide electricity, and some is piped to customers for use in vehicles and distributed generation plants. 7- Renewable energy sources also contribute to both power and hydrogen production. 8-Hydrogen is used to store the intermittent energy generated from wind turbines and photovoltaic. This is the society that Julio Verne envisioned when he described a chemical process to generate electricity for Nemo's Nautilus from sea-water, 1874.
However, the transition to a hydrogen economy would, therefore, be gradual, possibly taking 2 or 3 decades. The construction of entirely new supply infrastructures for hydrogen distribution would undoubtedly be costly and risky, which might be a major barrier to switching to hydrogen. And consumers must be convinced that hydrogen is economical, practical and safe.
Considerably more research and development will be needed to overcome the technical, financial and non-technical barriers that currently stand in the way of hydrogen. Major technological and cost breakthroughs are needed .The cost of supplying hydrogen energy using current technologies, is still very high compared to conventional energy technologies The main areas in which progress is needed are fuel cells; hydrogen production from renewable sources; distribution and storage infrastructure that meets environmental and safety criteria; and carbon capture and storage.
Safety is a critical issue. Contrary to popular opinion, hydrogen is actually less flammable than light oil products, such as gasoline, and most other fossil fuels. But the need to transport and store it under high pressure or at very low temperature brings other hazards. There is plenty of evidence that, with proper handling and controls, hydrogen can be as safe as the fuels in use today. Indeed, hydrogen has a long history of safe use in industry. But, for it to become widely accepted in other applications, it will become increasingly important to develop and implement internationally agreed rules, regulations, codes and standards covering the construction, maintenance and operation of hydrogen facilities and equipment safely, along the entire fuel-supply chain. Uniformity of safety requirements and their strict enforcement will be essential to establishing consumer confidence.
Televised images of the spectacular destruction of the Hindenburg airship affected people’s perception of hydrogen and their acceptance of the gas as a safe energy carrier. The Hindenburg burst into flame in full view of a crowd of reporters while landing in New Jersey, in 1937. The flammability of the hydrogen that fuelled the airship was blamed for the disaster. Now it is known that the paint used on the skin of the airship was the primary cause of the fire. However, this accident stopped the fast development of the hydrogen technology that was taking place in Germany, prior the Second World War.
In order to support the introduction of a safe and reliable hydrogen-based society in Europe, it is of utmost importance that the European Commission, Member States and the private sector continue and increase the investment in R&D and demonstration in the area of hydrogen. But to invest in R&D and Demonstration projects is not enough. We will also need an action plan that integrates political, technological, economic, social and environmental issues addressing the non-technical barriers such as codes and standards for infrastructure implementation and public safety concerns, the social and economic impacts, the changing trends in industrial structures and in the European economy, the changing in the training and education system of engineers and technicians and the public perception.
Maria da Graça Carvalho
Principal Adviser Bureau of European Policy Advisers
European Commission
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