Hidrogénio (H2) é um combustível alternativo que pode ser produzido a partir de diversos recursos domésticos. Embora o mercado do hidrogénio como combustível para transportes esteja na sua infância, o governo e a indústria estão a trabalhar para a produção e distribuição limpa, económica e segura de hidrogénio para uso generalizado em veículos eléctricos a pilhas de combustível (FCEVs). Os FCEVs ligeiros estão agora disponíveis em quantidades limitadas para o mercado consumidor em regiões localizadas a nível interno e em todo o mundo. O mercado está também a desenvolver-se para autocarros, equipamento de manuseamento de materiais (tais como empilhadores), equipamento de apoio terrestre, camiões médios e pesados, embarcações marítimas, e aplicações estacionárias. Para mais informações, ver propriedades dos combustíveis e o Hydrogen Analysis Resource Center.
Hidrogénio é abundante no nosso ambiente. É armazenado em água (H2O), hidrocarbonetos (tais como metano, CH4), e outras matérias orgânicas. Um dos desafios da utilização do hidrogénio como combustível advém da capacidade de o extrair eficientemente destes compostos.
Correntemente, a reforma a vapor, combinando vapor a alta temperatura com gás natural para extrair hidrogénio, é responsável pela maior parte do hidrogénio produzido nos Estados Unidos. O hidrogénio também pode ser produzido a partir de água através de electrólise. Isto é mais intensivo em termos energéticos, mas pode ser feito utilizando energias renováveis, tais como eólica ou solar, e evitando as emissões nocivas associadas a outros tipos de produção de energia.
A maior parte do hidrogénio produzido anualmente nos Estados Unidos é utilizado para refinar petróleo, tratar metais, produzir fertilizantes, e processar alimentos.
Embora a produção de hidrogénio possa gerar emissões que afectam a qualidade do ar, dependendo da fonte, um FCEV que funcione com hidrogénio emite apenas vapor de água e ar quente como escape e é considerado um veículo com emissões zero. Os principais esforços de investigação e desenvolvimento visam tornar estes veículos e as suas infra-estruturas práticas para uma utilização generalizada. Isto levou ao lançamento inicial de veículos de produção ligeira para consumidores retalhistas no norte e sul da Califórnia e à disponibilidade de frotas nos estados do nordeste.
p>Saiba mais sobre hidrogénio e células de combustível no Gabinete de Tecnologias de Hidrogénio e Células de Combustível.
Hidrogénio como Combustível Alternativo
Hidrogénio é considerado um combustível alternativo ao abrigo da Lei de Política Energética de 1992. O interesse no hidrogénio como combustível alternativo de transporte deriva da sua capacidade de alimentar células de combustível em FCEV de emissão zero, do seu potencial de produção doméstica, do seu rápido tempo de enchimento, e da elevada eficiência da célula de combustível. Na realidade, uma célula de combustível acoplada a um motor eléctrico é duas a três vezes mais eficiente do que um motor de combustão interna a gasolina. O hidrogénio também pode servir como combustível para motores de combustão interna. No entanto, ao contrário dos FCEVs, estes produzem emissões de gases de escape e são menos eficientes. Saiba mais sobre células de combustível.
A energia em 2,2 libras (1 quilograma) de gás hidrogênio é aproximadamente a mesma que a energia em 1 galão (6,2 libras, 2,8 quilogramas) de gasolina. Como o hidrogénio tem uma baixa densidade volumétrica de energia, é armazenado a bordo de um veículo como um gás comprimido para atingir a gama de condução dos veículos convencionais. A maioria das aplicações actuais utiliza tanques de alta pressão capazes de armazenar hidrogénio a 5.000 ou 10.000 libras por polegada quadrada (psi). Por exemplo, os FCEV em produção pelos fabricantes de automóveis e disponíveis em concessionários têm tanques de 10.000 psi. Os distribuidores retalhistas, que na sua maioria estão instalados em postos de gasolina, podem encher estes tanques em cerca de 5 minutos. Outras tecnologias de armazenamento estão em desenvolvimento, incluindo a ligação química do hidrogénio com um material como o hidreto de metal ou materiais sorbentes a baixa temperatura. Saiba mais sobre armazenamento de hidrogénio.
Dados de estações de abastecimento de hidrogénio a retalho, recolhidos e analisados pelo Laboratório Nacional de Energias Renováveis, mostram que o tempo médio de abastecimento de um FCEV é inferior a 4 minutos.
Califórnia está a liderar a nação na construção de estações de abastecimento de hidrogénio para FCEV. Em meados de 2020, 43 estações de abastecimento de hidrogénio a retalho estavam abertas ao público na Califórnia e mais 19 estavam em várias fases de construção ou planeamento. Estas estações estão a servir mais de 8.000 FCEVs. A Califórnia continua a fornecer financiamento para a construção de infra-estruturas de hidrogénio através do seu Programa de Transporte Limpo. A Comissão de Energia da Califórnia tem autorização para atribuir até 20 milhões de dólares por ano até 2023 e está a investir numas 100 estações públicas iniciais para apoiar e encorajar estes veículos com emissões zero. Além disso, estão planeadas 12 estações retalhistas para os estados do nordeste, com algumas das que já servem clientes de frotas.
Os fabricantes de veículos estão apenas a oferecer FCEVs aos consumidores que vivem em regiões onde existem estações de hidrogénio. As estações não retalhistas na Califórnia e em todo o país continuam também a servir as frotas de FCEV, incluindo autocarros. Vários centros de distribuição estão a utilizar hidrogénio para abastecer veículos de manuseamento de material nas suas operações normais. Além disso, foram feitos vários anúncios relativamente à produção de veículos pesados, tais como camiões de linha, que exigirão estações de abastecimento com capacidades muito mais elevadas do que as estações de serviço ligeiro existentes. Encontrar estações de abastecimento de hidrogénio em todos os Estados Unidos.