A energia do hidrogênio é considerada a fonte de energia limpa mais promissora do século XXI devido à sua diversidade de fontes, características limpas e de baixo carbono, alta flexibilidade e eficiência, e ampla gama de cenários de aplicação. Atualmente, a metalurgia do hidrogênio inclui principalmente a fundição rica em hidrogênio em alto-forno e a redução direta de hidrogênio. Na fundição rica em hidrogênio em alto-forno, gases ricos em hidrogênio — como gás de coqueria e gás natural — são injetados no alto-forno. Para cada 1 m³ de gás de coqueria insuflado, aproximadamente 0,6 a 0,7 kg de coque pode ser economizado, reduzindo significativamente o consumo de coque e as emissões de carbono.
As principais tecnologias do novo processo de redução direta de carvão para gás em forno de cuba a gás incluem: a preparação e otimização de pelotas de oxidação especialmente projetadas para fornos de cuba, a seleção racional de tecnologias de gaseificação de carvão, o controle otimizado das reações de redução de gás rico em hidrogênio e a utilização eficiente de energia. Entre os diversos processos de carvão para gás, o método de leito fluidizado se destaca pelo baixo custo de investimento, baixo consumo de oxigênio e alta eficiência de produção, tornando-se a escolha preferencial quando se considera as características do equipamento, o desempenho técnico e econômico e o investimento de capital.
Tubos de liga resistentes a altas temperaturas são utilizados no forno de aquecimento a gás, que pode aquecer o gás purificado a 930 °C, atendendo aos requisitos de temperatura para o gás redutor em fornos de cuba a gás. Após a remoção de poeira, troca de calor, desidratação e pressurização, o gás de topo do forno de cuba é misturado com gás bruto dessulfurado, descarbonizado, reaquecido e recirculado de volta para o forno de cuba para permitir a reutilização do gás.
Os métodos de armazenamento de hidrogênio incluem principalmente armazenamento de hidrogênio gasoso de alta pressão, armazenamento de hidrogênio líquido criogênico, armazenamento de hidrogênio líquido orgânico e armazenamento físico em estado sólido utilizando materiais porosos ou ligas metálicas. Entre eles, o armazenamento gasoso de alta pressão e o armazenamento de líquido criogênico são os mais amplamente adotados em aplicações industriais.
Atualmente, a produção industrial de hidrogênio ainda é dominada por métodos petroquímicos, responsáveis por mais de 95% da produção global de hidrogênio. No entanto, esses métodos geram quantidades significativas de dióxido de carbono. No curto prazo, é essencial maximizar a utilização de subprodutos do hidrogênio industrial e desenvolver adequadamente gás de síntese rico em hidrogênio derivado do carvão. Para o desenvolvimento a longo prazo da energia do hidrogênio, são necessárias pesquisas aprofundadas sobre tecnologias de produção de hidrogênio verde, escaláveis e de baixo carbono, utilizando recursos de biomassa, energia eólica, energia oceânica e energia hidrelétrica.
