H2 – Produção, Armazenamento e Segurança nas Operações com Hidrogénio

Objetivos

O gás hidrogénio (H2) não é novo, é amplamente utilizado na indústria há mais de 50 anos, suportado num quadro normativo específico, que tem permitido um uso seguro do mesmo. Como combustível, contem energia, inflamável e explosiva, que importa controlar em todas as fases do processo: produção, armazenamento, distribuição e utilização/manuseamento.

As suas propriedades requerem cuidados especiais na sua utilização, pois é altamente inflamável, incolor, inodoro e insípido, não sendo percebido pelos sentidos humanos. Quando misturado com oxigênio, dentro de determinadas concentrações, explode por ignição.

Estas propriedades requerem medidas especiais em projeto das infraestruturas/equipamento, mas principalmente ao nível dos procedimentos de operação/utilização/manuseamento e medidas de segurança que o ISQ se propõe desenvolver neste percurso formativo, através de uma componente prática/demonstrativa da produção de H2, pelo processo de eletrolise, da combustão e deteção.

O percurso formativo – H2 – é formado por três Módulos, frequentáveis de forma independente:

M1 – H2 – Produção de Hidrogénico através de Eletrólise – 8h

M2 – H2 – Armazenamento e Aplicações de Hidrogénio – 8h

M3 – H2 – Segurança e Manuseamento de Hidrogénio – 8h

O percurso poderá ser assistido ONLINE.

Como objtivo geral os formandos deverão conhecer o processo de produção, armazenamento do Hidrogénio, a sua constituição e comportamento; avaliar o potencial energético do H2 por comparação com outras energias, propondo a sua utilização em diferentes aplicações; identificar os requisitos de segurança necessárias á operação e manuseamento de equipamentos e instalação com H2.

Destinatários

Gestores de energia

Responsáveis por processo de produção e eficiência energéticas industrial

Decisores empresariais associativos e políticos

Técnicos de Segurança

Técnicos que operem ou pretendem vir a operar/manusear com tecnologias que envolvam hidrogénio

Programa

O percurso H2 é frequentável modelarmente, no tempo, em função da sua disponibilidade

PROGRAMAS DETALHADOS:

Módulo 1 – H2 – Produção de Hidrogénico através de Eletrólise – 8h:

OBJETIVOS:

No final do curso os participantes deverão ser capazes de:

•Identificar e caracterizar os processos a tecnologia dos processos de produção de H2

•Caraterizar e selecionar o processo de eletrólise da água em função da utilização/aplicação

•Monitorizar o volume de produção de H2, eficiência do sistema e qualidade do H2 produzido

•Avaliar técnica e economicamente a viabilidade da implementação de um processo de eletrólise

CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS:

1. Métodos de produção de hidrogénio:

Processos de reformação química

• Reformação de metano com vapor de água

• Oxidação parcial

• Reformação Autotérmica

Termólise e ciclos termoquímicos

• Termólise

• Gaseificação de Biomassa

• Gaseificação de carvão

Processos eletrolíticos:

• Eletrólise Alcalina

• Eletrólise PEM

• Eletrólise óxidos Sólidos

Processos biológicos

• Fermentação

• BioFotólise vs Fotólise

• BioEletroquímicos

2. Eletrólise de água:

Enquadramento histórico da evolução da produção de hidrogénio

Termodinâmica do processo

Caracterização de um processo de eletrólise:

Componentes do sistema

Tensão uma célula de eletrólise

Volume de hidrogénio produzido

Eficiência

Potência e consumo energético

3. Tipos de eletrolisador – tecnologia, funcionamento e eficiência

Eletrolisador alcalino

Eletrolisador com membrana de troca de protões (PEM)

Eletrolisador de óxido sólido (SOEC)

4. Integração com energias renováveis

Cenarização e influência de variáveis de sensibilidade na conceção do sistema

TRABALHOS PRÁTICOS

Demonstração do processo de eletrólise

Cálculos numéricos dos parâmetros técnico-económicos, associados à eletrólise

Módulo 2 – H2 – Armazenamento e Aplicações de Hidrogénio – 8h:

OBJETIVOS:

No final do curso os participantes deverão ser capazes de:

•Identificar e caracterizar as condições físico/químicas de compressão e armazenamento do H2

•Identificar os requisitos de segurança dos sistemas de armazenamento

•Caraterizar tecnicamente os diferentes processos de transformação de H2 em energia

•Analisar energeticamente, economicamente e emissões o potencial do H2 nas diferentes aplicações, por comparações com outros vetores energéticos

CONTEÚDOS PROGRAMÁTCOS:

1. Processo de armazenamento e compressão H2

Armazenamento de energia sobre a forma de hidrogénio

Gás comprimido (físicos)

Líquido (físicos)

Crio comprimido (físicos)

Adsorventes (materiais)

Hidretos Intersticiais (materiais)

Hidretos complexos (materiais)

Líquidos orgânicos (materiais)

Hidretos químicos (materiais)

Hidrocarbonetos

Amoníaco

Compressores

Compressores de diafragma

Compressor de pistão recíprocos

Compressor eletroquímico

Compressor Iónico

Compressor de hidreto metálico

Crio compressores

Base de dados de Incidentes e Acidentes com Hidrogénio

Válvulas caudalímetros e sensores de pressão: Requisitos para os componentes para hidrogénio

Reservatórios: Requisitos para os reservatórios de hidrogénio

2. Transformação de H2 em Energia – Aplicações/Consumo

Interligação da rede de gás com a rede elétrica

Pilhas de combustível (Fuel Cells)

Turbinas a Gás

Transportes

Veículos a H2 com Motor de combustão interna

Veículos a H2 elétricos com Pilha de Combustível

Postos de Abastecimento

Comboios em Linha não eletrificadas

Navios de Logística

Barcos de Recreio

Aviões

Injeção/mistura de H2 na rede de Gás Natural

Aplicações Industriais

Aplicações Residenciais, Comerciais e de Serviços

Módulo 3 – H2 – Segurança e Manuseamento de Hidrogénio – 8h:

OBJETIVOS:

No final do curso os participantes deverão ser capazes de:

•Compreender as propriedades do hidrogénio, os riscos inerentes e medidas de prevenção, por comparação com outros combustíveis

•Caracterizar as instalações de hidrogénio: produção, armazenamento, distribuição

•Manusear hidrogénio num processo de combustão de acordo com os procedimentos e técnicas transmitidas, acautelando as questões de segurança individual e coletiva.

•Identificar os fatores de envelhecimento de materiais compatíveis como hidrogénio em sistemas industriais e, de que forma poderão afetar a segurança da instalação/equipamento

•Identificar os requisitos inspeção/verificação/monitorização a que os sistemas com hidrogénio estão sujeitos e com que periodicidade

•Operar em segurança instalações/equipamentos contendo hidrogénio

•Detetar fugas em sistemas pressurizados com hidrogénio seguindo os procedimentos de segurança adequados

CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS:

1. Gás Hidrogénio – enquadramento, propriedades e aplicações

• Aspetos ambientais, sociais e de segurança da economia do hidrogénio

• Propriedades físico-químicas – Segurança do hidrogénio e gases combustíveis.

• Sistemas industriais de hidrogénio – Aplicações

2. Combustão do hidrogénio – Demonstração prática

• Experiência de produção e combustão de hidrogénio

• Definições de parâmetros elementares de combustão

• Comparação do hidrogénio com outros combustíveis em sistemas de armazenamento de energia

3. Casos de Estudo de Incidentes com o Hidrogénio na Indústria: Causas e Medidas de prevenção:

• Efeitos de uma Explosão

• Efeitos de fragmentação e falhas estruturais

• Equivalência Energética de detonações como combustíveis comuns

4. Manuseamento de Hidrogénio – procedimentos de segurança

• Manuseamento de libertações de hidrogénio.

• Prevenção da ignição por hidrogénio:

• Efeitos de pressão das explosões de hidrogénio

• Resposta estrutural, fragmentação e efeito míssil

• Compatibilidade dos materiais com o hidrogénio

5. Procedimento de diagnostico e atuação em situações de fugas ou deflagração do hidrogénio

• Equipamento de diagnostico

• Precauções e segurança pessoal e de infraestruturas

• Diagnóstico por temperatura

• Deteção de chamas invisíveis

• Como atuar

TRABALHOS PRÁTICOS

• Demonstração do processo de eletrólise e combustão de hidrogénio

• Deteção de fugas/deflagração

Observações

DESCONTOS:

15% em duas ou mais inscrições, simultâneas, na totalidade do percurso. Este desconto não se aplica no caso de inscrições Modulares.

MODALIDADE:

– Formação presencial, no ISQ, Oeiras, com possibilidade de ser assitida a distância, ONLINE, em tempo real, através de plataforma ZOOM.

A documentação didático-pedagógica será disponibilizada em suporte informático.