Avançando Tecnologias de Hidrogênio e Zero Emissão na ACT Expo

Atendendo às Necessidades de Veículos a Hidrogênio e Tecnologia Zero Emissão na ACT Expo

Shiv Shankar, Gerente Sênior de Mercado Global

Redução de emissões e eficiência são forças motrizes para OEMs automotivos, e novas tendências e tecnologias de transporte limpo estavam em plena exibição na Advanced Clean Transportation (ACT) Expo deste ano na Califórnia.

A indústria de transporte está evoluindo, e a ACT Expo mudou correspondentemente nos últimos anos. Hoje, grande parte do show está fortemente focada em veículos de zero e baixas emissões — tecnologias que muitos veem como o futuro do transporte.

Isso está acontecendo por algumas razões. Novos players estão entrando no espaço de transporte e mobilidade, rompendo modelos típicos de ambas tecnologia e operações de negócios. Novos incentivos também estão em vigor em mercados ao redor do globo para estimular novo desenvolvimento em tecnologia de transporte limpo e conter emissões. Por causa disso, está sendo levado mais a sério do que nunca.

Uma coisa ficou clara enquanto eu estava no show: À medida que a tecnologia evolui, novos desafios estão surgindo para OEMs olhando para ter sucesso. Aqui estão algumas observações-chave que fiz enquanto participava da ACT Expo 2019:

Desafios de Potência, Alcance e Infraestrutura

Vários fatores influenciarão a adoção aumentada de veículos e equipamentos de tecnologia limpa, e fornecedores estão trabalhando para entregar soluções.

Um holofote está em veículos elétricos (EVs). Os EVs puros de hoje são limpos, e à medida que custos de bateria continuam a declinar, estes veículos estão se tornando soluções econômicas para deslocamentos de curta distância. Eles têm alguns desafios inerentes, no entanto. Por exemplo, em caminhões pesados e comerciais, operadores de frota devem ser capazes de confiar em alcance extensivo de bateria para transportar cargas através de longas distâncias. Tempo de carregamento também é um problema, tempos de carregamento variando de 30 minutos a 10 horas. Estes veículos também devem ser capazes de confiar em infraestrutura de estações de carregamento — grande parte da qual ainda não existe fora de algumas áreas geográficas específicas. Finalmente, as matérias-primas requeridas para fabricação de baterias de veículos elétricos são um tanto escassas, particularmente nos Estados Unidos. À medida que se tornam mais escassas, custos podem subir, e haverá outro desafio significativo de gestão de resíduos a superar quando muitas dessas baterias atingirem o fim de suas vidas.

Isso torna uma tecnologia alternativa cada vez mais atraente: veículos a célula de combustível de hidrogênio. Estes veículos utilizam gás hidrogênio e oxigênio para alimentar um motor elétrico e podem entregar uma gama de benefícios práticos, incluindo zero emissões, grande potência e o torque requerido para aplicações de serviço pesado. Quando gerados usando energia limpa e renovável, estes veículos podem alcançar verdadeiras zero emissões. Existem menos desvantagens também. OEMs de veículos a célula de combustível de hidrogênio demonstraram alcances promissores que correspondem a tecnologias tradicionais (mais de 300 milhas), junto com o potencial para tempo de abastecimento mais rápido em estações de abastecimento de hidrogênio.

Embora também haja uma limitação de infraestrutura para transporte a hidrogênio atualmente, alguns OEMs estão fazendo um investimento considerável em mudar isso. Nikola Corporation, uma empresa especializada em caminhões elétricos e veículos a célula de combustível de hidrogênio e apresentadora principal no palco da ACT Expo, prometeu construir 700 estações de abastecimento de hidrogênio nos Estados Unidos até 2028. Ao enfrentar tanto a produção de veículos quanto os problemas de infraestrutura de uma vez, o modelo de negócios único da empresa poderia tornar estes veículos mais atraentes para usuários finais.

Criando Infraestrutura Eficiente para Veículos a Hidrogênio

Criar infraestrutura confiável para veículos a hidrogênio é fundamental para torná-los uma tecnologia viável no espaço comercial e de consumo. Armazenamento seguro e eficiente de hidrogênio em veículos e em estações de abastecimento de hidrogênio é uma parte importante dessa equação.

Para aplicações práticas em estrada, algumas coisas devem ser consideradas. O hidrogênio tem a maior energia por massa de qualquer combustível, mas tem baixa energia por unidade de volume, requerendo métodos avançados de armazenamento que possam entregar o potencial para maior densidade de energia. O hidrogênio em sua forma líquida requer temperaturas criogênicas para armazenamento, tornando-o atualmente menos atraente para veículos. Em sua forma gasosa, então, a eficiência de armazenamento de hidrogênio requer tanques de alta pressão e sistemas de combustível tipicamente variando de 350 a 700 bar em aplicações veiculares, correspondendo a um carro de passeio típico a um caminhão comercial.

A eficiência e contenção de armazenamento de hidrogênio devem ser realizadas ao longo de toda uma cadeia de suprimentos. O hidrogênio é gerado no local ou entregue via reboques de tubos a estações de abastecimento de hidrogênio, onde é então comprimido para armazenamento estacionário em tanques no local. Daqueles tanques, o gás é transferido para o dispensador operado pelo usuário final — a versão de hidrogênio de uma bomba de gasolina típica — onde eventualmente enche o veículo a célula de combustível de hidrogênio. Importantemente, pressões em estações de abastecimento devem ser ainda mais altas — entre 900 e 1.000 bar — para atender efetivamente às necessidades de pressão nos próprios veículos.

Manter pressões altas aceitáveis e prevenir vazamentos caros em qualquer ponto ao longo da infraestrutura de transporte a hidrogênio são críticos para tornar a tecnologia viável, eficiente e prática para uma variedade de aplicações de transporte. Projeto e seleção de materiais para este novo tipo de arquitetura de combustível de hidrogênio devem levar em conta estas altas pressões e desempenho à prova de vazamentos.

Estes são apenas algumas das tendências de transporte limpo na indústria que valem a pena seguir. Contribuir para um futuro mais sustentável é importante, e nós da Swagelok estamos comprometidos em fornecer nosso suporte, assistência e produtos de qualidade para OEMs trabalhando para desenvolver tecnologia de veículos de zero ou baixas emissões viáveis nos próximos anos e décadas. Temos experiência extensa em ciência de materiais, pressões e temperaturas extremas, e entregando conexões à prova de vazamentos confiáveis em aplicações críticas. Estamos comprometidos em aplicar essa experiência às necessidades de transporte limpo. Atender às expectativas dos clientes em torno de segurança, eficiência e confiabilidade depende disso.