Cómo obtener hidrógeno Para obtener hidrógeno puro, es necesario extraerlo de los compuestos en los que se encuentra formando parte o combinado, principalmente el agua, los combustibles fósiles y la materia orgánica (biomasa).
Contents
- 1 ¿Cómo se produce el hidrógeno para los coches?
- 2 ¿Cuáles son las fuentes de hidrógeno?
- 3 ¿Cómo se extrae el hidrógeno del agua?
- 4 ¿Dónde se encuentra el hidrógeno en la vida cotidiana?
- 5 ¿Cuánto hidrógeno hay en la Tierra?
- 6 ¿Quién es el creador del hidrogeno verde?
- 7 ¿Qué pasa si se mezcla hidrógeno con un carro a gasolina?
- 8 ¿Cómo se transforma el hidrógeno en energía?
- 9 ¿Cuál es la función de hidrógeno?
- 10 ¿Qué tipo de agua se necesita para producir hidrógeno verde?
- 11 ¿Cuánto cuesta un litro de hidrógeno?
¿Cómo se produce el hidrógeno?
¿Cómo se obtiene el hidrógeno? El futuro del coche de pila, a examen Hace unos días Toyota desvelaba su definitiva apuesta comercial por la pila de hidrógeno, materializada en, Este elemento, el más abundante en la naturaleza, es también el más limpio en cuanto a emisiones de los que se barajan como sustitutos de los combustibles fósiles.
Ahora bien, al no existir apenas de forma libre en la naturaleza, para obtenerlo en grandes cantidades requiere un proceso industrial al que la compañía Total dedica un reciente informe divulgativo. En la Tierra, el hidrógeno suele estar ligado a otros elementos. La asociación más abundante es con el carbono, con el que forma gas metano, y con el oxígeno para formar el líquido más abundante en nuestro planeta, el agua.
La forma más limpia para obtener metano sin contaminar durante el proceso industrial es utilizar energías renovables como la eólica o la solar para producir una electrolisis que libere las moléculas de hidrógeno. Hoy en día, la obtención del hidrógeno proviene en su 95 por ciento de fuentes de energía fósiles: el gas natural y el petróleo, o la biomasa derivada de la madera.
- Existen tres métodos industriales para obtener hidrógeno: la transformación molecular, la gasificación del carbón y la electrolisis del agua.
- La primera técnica consiste en la utilización de reacciones químicas para obtener hidrógeno a partir del gas natural de los yacimientos petrolíferos.
- Se recurre a vapor de agua a muy altas temperaturas para disociar el carbono del hidrógeno que componen el gas natural.
En dos reacciones sucesivas, éste da lugar a dihidrógeno por un lado y dióxido de carbono por otro. En el caso de la gasificación del carbón, se utiliza un reactor para quemar el carbón a muy elevadas temperaturas. En la combustión se liberan gases que dan lugar por un lado a dihidrógeno y por otro a monóxido de carbono.
¿Qué es el hidrógeno y de dónde se obtiene?
Se encuentra principalmente en forma de gas hidrógeno (H2) en las estrellas y en los planetas gaseosos, y además aparece unido a otros elementos formando gran variedad de compuestos químicos, como el agua (H2O) y la mayoría de los compuestos orgánicos.
¿Cómo se produce el hidrógeno para los coches?
¿Es seguro el combustible de hidrógeno? – Casi todos conocen la historia del accidente del legendario dirigible hidrógeno Hindenburg. Pero lo cierto es que, a pesar de las apariencias, el hidrógeno como combustible para automóviles es más seguro incluso que la gasolina,
El hidrógeno es 14 veces más liviano que el aire, por lo que en caso de una fuga puntual en el tanque se produce una llama estrecha y vertical que no crea una temperatura alta y no se propaga, Muchas pruebas y experimentos respaldan la gran seguridad del hidrógeno. Pese a ello, los fabricantes están haciendo todo lo posible para garantizar que los tanques de almacenamiento de combustible de hidrógeno cumplan con todos los requisitos de seguridad.
Por este motivo, protegen los tanques de hidrógeno mediante una estructura de varias capas y con soluciones de protección contra impactos fabricadas de EPP,
¿Cuáles son las fuentes de hidrógeno?
El hidrógeno como fuente de energía Viernes, 18 de agosto de 2023 [email protected] | Lunes 21 mayo, 2018
- El hidrógeno como fuente de energía
- El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, es el más ligero de la tabla periódica y será una fuente de energía muy importante en muchos sectores en el futuro, incluyendo el sector transporte y la generación de electricidad (a través de la fusión nuclear).
- Sin embargo, en nuestro planeta el hidrógeno no existe en estado libre y se encuentra asociado a otros elementos en miles de compuestos (gaseosos, líquidos y sólidos) incluyendo el agua, la biomasa (leña, entre muchas otras fuentes de biomasa), el gas natural, el petróleo y el carbón.
Debido a esta característica, el hidrógeno no es una fuente de energía primaria. Es una fuente secundaria que se obtiene a través de diversos procesos industriales que permiten extraerlo (separarlo) de los otros elementos en los diversos compuestos donde se encuentra.
- Como bien lo señala la International Energy Agency (IEA) en su estudio titulado “Technology Roadmap, Hydrogen and Fuel Cells”, “el hidrógeno es un portador de energía (‘energy carrier’) flexible que puede ser producido a partir de cualquier fuente primaria regionalmente prevalente”.
- Este estudio indica también que “el hidrógeno es particularmente apropiado para su uso en celdas de combustible que utilizan de manera eficiente el hidrógeno para generar electricidad”.
Los procesos industriales para producir hidrógeno requieren mucha energía para lograr su separación. La intensidad energética de un proceso dado depende del tipo de tecnología que se use y de la “materia prima” (fuentes primarias de hidrógeno) que se utilice, como el agua cuya molécula contiene dos átomos de hidrógeno (H2O) y el gas natural cuya molécula contiene cuatro átomos de hidrógeno (CH4).
Para producirlo se necesitan entonces una fuente primaria de hidrógeno e instalaciones industriales de separación y de almacenamiento. Las instalaciones son intensivas en capital y los procesos de separación son intensivos en energía. El transporte y la distribución son también intensivos en capital. El gas natural es por mucho la fuente dominante en el mundo para producir hidrógeno.
De acuerdo con la IEA, alrededor del 48% de la producción mundial actual de hidrógeno se obtiene a partir de gas natural, el 30% se produce en la refinación de petróleo, el 18% a partir del carbón y el 4% a partir del agua (mediante electrólisis). De acuerdo con los datos anteriores, el 96% de la producción mundial actual de hidrógeno proviene de fuentes fósiles de energía de primaria (gas natural, petróleo y carbón).
- En EE.UU., el 95% de la producción de hidrógeno proviene del gas natural (mediante el uso de la tecnología de reformado con vapor de agua) y el resto de otras fuentes.
- En Francia, solo el 1% del hidrógeno es producido a partir del agua (mediante el uso de la tecnología de electrólisis, la cual fue inventada en el año 1800).
El gas natural es la principal fuente primaria de hidrógeno porque es de bajo costo y es muy abundante. La contribución fiscal del gas natural a los Estados que lo producen es además muy importante y no afecta los costos de producción de hidrógeno. El hidrógeno tiene actualmente muchos usos, tanto energéticos como no energéticos.
Por ejemplo, en la industria química se usa para la producción de amoniaco para producir fertilizantes, en varios procesos de la refinación de petróleo (hydro-treating, hydro-cracking y desulphurisation), en la hidrogenación de grasas y aceites, en las hidroalquilaciones y en la producción de metanol, entre muchos otros usos.
El hidrógeno es también un combustible importante que se usa en los cohetes de los programas espaciales, incluyendo los que se usan en la puesta en órbita de satélites. De acuerdo con los estudios, “la industria química de producción de amoniaco, metanol y refinado de petróleo consume aproximadamente el 66% de la producción anual de hidrógeno, El resto de la producción se consume en otros procesos industriales”.
Como fuente de energía, las tecnologías de uso de hidrógeno en el sector transportes existen desde hace muchos años. El hidrógeno se usa en los vehículos en celdas de combustible para generar electricidad, la cual se utiliza en motores eléctricos que mueven las ruedas. En lugar de almacenar la electricidad en baterías, como se hace en los vehículos eléctricos tradicionales, los vehículos de hidrógeno tienen un tanque de almacenamiento de hidrógeno y celdas de combustible que generan la electricidad requerida por los motores eléctricos.
En este sentido, los vehículos de hidrógeno tienen muchas similitudes con los vehículos eléctricos, tal como lo señalan los siguientes estudios:
- Agencia Internacional de Energía (IEA): “los vehículos de hidrógeno son esencialmente vehículos eléctricos que usan hidrógeno almacenado en un tanque presurizado y celdas de combustible para generar electricidad”.
- Union of Concerned Scientists: “los vehículos usan gas de hidrógeno en celdas de combustible para alimentar con electricidad un motor eléctrico. A diferencia de los vehículos convencionales que funcionan con gasolina o diésel, los vehículos con celdas de combustible combinan hidrógeno y oxígeno para producir electricidad, que hace funcionar un motor eléctrico. Dado que están alimentados completamente por electricidad, los vehículos con celdas de combustible se consideran vehículos eléctricos”.
- Es claro que el gran competidor de los vehículos con celdas de combustible, que usan la energía que se almacena en tanques (hidrógeno) para generar la electricidad, son los vehículos eléctricos tradicionales, los cuales usan la energía que se almacena en baterías (electricidad).
- Los vehículos que almacenan directamente la energía en baterías eléctricas les están ganando actualmente la partida a los vehículos que almacenan la energía en tanques de hidrógeno para luego generar electricidad.
- Las razones de lo anterior son varias, incluyendo el costo mucho más bajo de la electricidad que se almacena en las baterías y del vehículo mismo.
La disponibilidad en los países de una amplia red de transmisión y distribución eléctrica que llega a todos los lugares, incluyendo las residencias y los centros de trabajo, es otro factor importante de conveniencia y de reducción de los costos de transporte y distribución.
No existe en ningún país una red similar de transporte y distribución de hidrógeno. A pesar de que las tecnologías de los vehículos de hidrógeno y de otros usos (industriales, comerciales, residenciales, edificios, etc.) existen desde hace mucho tiempo, el consumo de hidrógeno como fuente de energía es actualmente muy limitado y todo indica que esta situación continuará así por largo tiempo.
Lo anterior se desprende de los principales estudios en el mundo sobre el consumo futuro de energía, entre los cuales se encuentran los elaborados rutinariamente por las siguientes organizaciones que son referentes internacionales en este campo:
- International Energy Agency (IEA). En su último estudio titulado “World Energy Outlook”, con escenarios a 2040, el hidrógeno no tiene una participación relevante.
- BP. En su último estudio titulado “BP Energy Outlook”, con escenarios a 2040, el hidrógeno no tiene tampoco una participación relevante.
- World Energy Council (WEC). En su último estudio titulado “The Grand Transition, World Energy Scenarios”, con escenarios a 2060, el hidrógeno no tiene igualmente una participación relevante.
Todo esto indica que en el futuro previsible el hidrógeno como fuente de energía comercial deberá superar varios obstáculos importantes, entre los cuales se encuentra el alto costo de producción, almacenamiento, transporte y distribución del hidrógeno y el alto costo de los vehículos.
Para que el hidrógeno penetre el mercado energético, es importante que la fuente primaria de hidrógeno que se utilice sea abundante y de bajo costo y que los procesos de separación del hidrógeno de la fuente primaria sean igualmente de bajo costo. Lo mismo aplica para el costo de almacenamiento, transporte y distribución al consumidor final y el costo de los equipos de consumo (en vehículos, industrias, edificios, etc.).
De los estudios anteriores se desprende que al hidrógeno le tomará tiempo para penetrar el mercado energético mundial. Con respecto al transporte público y privado, a los vehículos de hidrógeno les tomará mucho más tiempo penetrar este mercado que a los eléctricos con baterías, que son su principal competidor.
: El hidrógeno como fuente de energía
¿Dónde se encuentra el hidrógeno en la Tierra?
Abundancia en la naturaleza – NGC 604, una enorme región de hidrógeno ionizado en la galaxia del Triángulo El hidrógeno es el elemento químico más abundante del universo, suponiendo más del 75 % en materia normal por masa y más del 90 % en número de átomos. Este elemento se encuentra en abundancia en las estrellas y los planetas gaseosos gigantes.
Las nubes moleculares de H 2 están asociadas a la formación de las estrellas. El hidrógeno también juega un papel fundamental como combustible de las estrellas por medio de las reacciones de fusión nuclear entre núcleos de hidrógeno. En el universo, el hidrógeno se encuentra principalmente en su forma atómica y en estado de plasma, cuyas propiedades son bastante diferentes a las del hidrógeno molecular.
Como plasma, el electrón y el protón del hidrógeno no se encuentran ligados, por lo que presenta una alta conductividad eléctrica y una gran emisividad (origen de la luz emitida por el Sol y otras estrellas). Las partículas cargadas están fuertemente influenciadas por los campos eléctricos y magnéticos.
Por ejemplo, en los vientos solares las partículas interaccionan con la magnetosfera terrestre generando corrientes de Birkeland y el fenómeno de las auroras, Bajo condiciones normales de presión y temperatura, el hidrógeno existe como gas diatómico, H 2, Sin embargo, el hidrógeno gaseoso es extremadamente poco abundante en la atmósfera de la Tierra (1 ppm en volumen), debido a su pequeña masa que le permite escapar al influjo de la gravedad terrestre más fácilmente que otros gases más pesados.
Aunque los átomos de hidrógeno y las moléculas diatómicas de hidrógeno abundan en el espacio interestelar, son difíciles de generar, concentrar y purificar en la Tierra. El hidrógeno es el decimoquinto elemento más abundante en la superficie terrestre La mayor parte del hidrógeno terrestre se encuentra formando parte de compuestos químicos tales como los hidrocarburos o el agua.
¿Cómo se extrae el hidrógeno del agua?
El principal y más limpio método de obtención del hidrógeno -y el más limpio- es la electrólisis, un proceso que consiste en romper la molécula de agua mediante la aplicación de electricidad. Esto hace que el hidrógeno y el oxígeno se separen, quedando atrapados en el cátodo y en el ánodo respectivamente.
¿Dónde se encuentra el hidrógeno en la vida cotidiana?
¿Qué es el Hidrógeno? Es un vector energético que permite descarbonizar industrias de difícil abatimiento y necesita ser “separado” de diferentes componentes. El Hidrógeno es el elemento más abundante del universo, pero no en su forma pura el cual tiene una alta densidad de energía por unidad de peso, pero baja en términos volumétricos. ¿Cuáles son los colores del Hidrógeno? ¿Cuáles son las aplicaciones del Hidrógeno? El hidrógeno tiene aplicaciones principalmente industriales, para la producción de amoniaco, hidrogenación de aceites orgánicos comestibles y mantecas, síntesis de sorbitol, alcoholes, fibras sintéticas, etc.
Se utiliza también en la Industria llantera y electrónica, en la elaboración de cosméticos y en el Hidrotratamiento de crudos pesados. Su utilización es importante en la fabricación de vidrio y acero, como gas en la elevación de globos Meteorológicos, así como para la elaboración de herramientas de corte a alta velocidad y en el transporte terrestre, aéreo y marítimo.
El hidrógeno como combustible puede usarse mediante su uso directo en un motor de combustión interna, una estufa, etc. o utilizarse en forma eficiente en una celda de combustible. Esta última opción es la que más llama la atención para Una aplicación masiva del hidrógeno, debido a que las celdas de combustible ofrecen limpieza, versatilidad, capacidad modular y altas eficiencias en la transformación de la energía química del hidrógeno en energía eléctrica.
La NASA Inicio el desarrollo de las celdas de combustibles con aplicaciones para Producir electricidad durante vuelos espaciales. A partir de los años ochenta, varios países como Estados Unidos, Canadá, Japón y otros de la Unión Europea Impulsaron la investigación y el desarrollo de esta tecnología y como resultado, actualmente cientos de compañías por todo el mundo están comercializando las celdas de combustible, tanto en estaciones fijas como portátiles.
La tecnología de las celdas de combustible ya está desarrollada Estos dispositivos convierten la energía química de un combustible en energía eléctrica ¡Sabias que! Hay 1.001 métodos para producir hidrógeno. Hay multitud de procesos para convertir cualquier energía en hidrógeno, en uno o varios pasos. ¡Sabias que! 1.001 métodos Hay 1.001 métodos para producir hidrógeno. Hay multitud de procesos para convertir cualquier energía en hidrógeno, en uno o varios pasos. En particular, si tenemos electricidad y agua (H2O) mediante electrolisis podemos dividir el agua en hidrógeno (H2) y oxígeno (O2) con rendimientos elevados (del orden del 85%) y un coste que dependerá directamente del coste de la electricidad empleada.
¿Cuánto hidrógeno hay en la Tierra?
En la corteza terrestre, otros elementos abundantes son: por este orden, aluminio (Al) 7,5%, hierro (Fe) 3,4%, calcio (Ca) 3,4%, sodio (Na) 2,4%, potasio (K) 2,4%, magnesio (Mg) 2% e hidrógeno (H) 1%.
¿Quién es el creador del hidrogeno verde?
No obstante, su descubrimiento se le atribuye a Henry Cavendish, quien en 1766 aisló el hidrógeno gaseoso a partir de la reacción de ciertos metales con un ácido fuerte.
¿Qué pasa si se mezcla hidrógeno con un carro a gasolina?
La adición de hidrógeno con el uso de gasolina extra genera mejores resultados en comparación a un motor funcionando con gasolina súper; incrementando la potencia, torque y reduciendo en su mayoría las emisiones contaminantes para ambos casos, al igual que el consumo para el caso de gasolina extra.
¿Qué es más caro el hidrógeno o la gasolina?
Red de gasoductos para transportar el hidrógeno – Una vez superados estos escollos de la producción de hidrógeno, ¿cuál sería la mejor manera de que llegase al lugar de consumo? Otra de las incógnitas es cómo transportarlo de una forma segura, algo no exento de complicaciones.
Según Røkke, una opción interesante sería adecuar la red de gasoductos para el uso de hidrógeno, un gas que es más difícil de transportar sin peligro de fuga y que puede menoscabar el estado de las tuberías. Para ello sería necesario recabar fondos de instituciones comunitarias, habida cuenta del alto coste de esta inversión.
Un precio, que, para Røkke, no deja de ser relativo. “Pensad en la infraestructura que hemos levantado para dar cabida a los combustibles fósiles -afirma- Probablemente es la más cara del mundo. Es evidente que esta transformación tendrá un alto coste ecológico, pero el beneficio final es el modelo de cero emisiones”, concluye.
Para Javier Brey, la sustitución de los gasoductos no debería ser un problema. “Hace cien años existía en Europa y Estados Unidos una infraestructura apta para lo que se denominaba ‘gas ciudad’, el precursor del gas natural -sostiene el experto-. Cuando el uso de gas natural se fue generalizando en la década de 1940, la infraestructura también fue sustituyéndose por un nuevo sistema de gasoductos permitiese la circulación de ese nuevo ‘vector energético’.
Lo mismo sucederá con el hidrógeno”. Para Justo Lobato, una alternativa podría ser el denominado power to gas, una solución consistente en la obtención del hidrógeno por electrólisis utilizando el excedente de energías renovables para transportarlo posteriormente por la red de gas natural existente.
Según explica el experto, este nuevo combustible limpio podría conseguirse como aditivo al gas natural o transportando el hidrógeno producido por electrólisis junto con CO 2 (ya sea extraído de la atmósfera o almacenado) para producir un gas sintético con propiedades muy parecidas al gas natural denominado en inglés ‘ syngas ‘,
Según Javier Brey, el abaratamiento del precio de las energías renovables acabará convirtiendo al hidrógeno generado por electrólisis en la alternativa energética más sostenible del mercado Y este power to gas ¿es caro o barato? La compañía Greenpeace Energy fue una de las pioneras en implantar esta fuente de energía en Alemania con una tarifa de 6,95 c€/kWh de los cuales 0,4 céntimos eran para cubrir los costes de la instalación.
¿Cuánto cuesta el litro de hidrógeno?
Conforme suba el costo del gas natural, el hidrógeno verde entrará en precios competitivos: investigadora del IPN A medida que se incremente el costo del gas natural, e l precio de energía eléctrica de renovables tendrá una disminución, explicó Rosa de Guadalupe González, investigadora de la Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas del Instituto Politécnico Nacional (IPN).
Durante el foro Energy Innovation Days: Liderando el camino para un Sistema Energético Descarbonizado, la especialista señaló que hay un análisis claro de esta tendencia. “Esta tendencia ya se ha visto, hay un análisis claro. Conforme sube el costo del gas natural, baja el costo de la energía renovable, (por lo que) el hidrógeno verde entrará en precios muy competitivo s”, sostuvo en el foro patrocinado por Siemens Energy.
Además, explicó que actualmente el hidrógeno gris está en un rango entre los 20 y 50 pesos por kilogramo, y en materia de energías renovables estamos hasta 120 pesos el kilogramo de hidrógeno, Por otra parte, Fernando Tovar, CEO y country manager de Engie México, apuntó que ya que producirlo es 600 por ciento más caro.
Producir hidrógeno verde desde el agua es 600 por ciento más caro que el hidrógeno gris.(.) no es solamente necesario incentivar proyectos, es necesario tener un ambiente regulatorio, que promueva la inversión y también promueva el riesgo que van a tomar diferentes actores para ir en un camino hacia la reducción de estos costos”, señaló.
: Conforme suba el costo del gas natural, el hidrógeno verde entrará en precios competitivos: investigadora del IPN
¿Cómo se transforma el hidrógeno en energía?
Producción de electricidad con hidrógeno – Para la obtención de electricidad a partir del hidrógeno se realiza precisamente la reacción inversa que para la obtención de hidrógeno. En este caso se hace reaccionar con oxígeno, obteniendo electricidad y agua. Principio de funcionamiento de una pila de combustible de hidrógeno. Fuente: geek.com De esta forma, la generación de electricidad con pilas de combustible a partir de hidrógeno es 100% limpia, y además como subproducto se genera agua potable.
¿Qué es el hidrógeno natural?
El hidrógeno natural o hidrógeno dorado existe en yacimientos en la Tierra y se puede extraer. El hidrógeno es uno de los elementos más abundantes en el planeta, pero que es muy difícil de encontrar en estado puro, ya que está en la atmósfera y formando parte de hidrocarburos y del agua.
¿Cuál es la función de hidrógeno?
El hidrógeno ocupa el tercer lugar de nuestra serie de los doce #elementosesenciales. Aunque en nuestro cuerpo solo representa el 10 % de la masa, en realidad es el elemento más abundante en el universo, Está presente en casi toda la materia, desde las estrellas, que lo utilizan como combustible para producir su brillo, hasta en las rocas y el petróleo.
- En los seres vivos también desempeña una función muy importante: junto al oxígeno, forma el agua, esencial para la vida.
- De hecho, nuestro cuerpo está compuesto cerca de un 60 % por agua.
- El hidrógeno participa en muchos de los procesos del organismo, como en mantener las articulaciones lubricadas o en la digestión de los alimentos en el estómago.
Gracias a este elemento, nuestras células reciben todos los nutrientes que necesitan, extraen la energía que contienen y pueden eliminar sus desechos. Además, forma parte de muchas sustancias que necesitamos los seres humanos para vivir, como los azúcares, las grasas y las proteínas.
¿Dónde se produce hidrógeno verde?
Iberdrola instala la mayor planta de hidrógeno verde para uso industrial en Europa – Hidrógeno verde Transición energética Instalaciones operativas Iberdrola ha puesto en marcha la mayor planta de hidrógeno verde para uso industrial en Europa. La planta de Puertollano (Ciudad Real) está integrada por una planta solar fotovoltaica de 100 MW, un sistema de baterías de ion-litio con una capacidad de almacenamiento de 20 MWh y uno de los mayores sistemas de producción de hidrógeno mediante electrólisis del mundo (20 MW). Instalación operativa Planta de hidrógeno verde de Puertollano Ubicación Puertollano (Ciudad Real) Capacidad total instalada 120 MW Inversión total 150 millones de euros Puesta en marcha 2022 Con una inversión de 150 millones de euros, la iniciativa creará hasta 1.000 puestos de trabajo y evitará emisiones de 48.000 tCO 2 /año. El hidrógeno verde producido en ella se usará en la fábrica de amoniaco que Fertiberia tiene en la localidad.
Esta es ya una de las fábricas más eficientes de la Unión Europea —con una capacidad de producción superior a las 200.000 t/año—, que la compañía de fertilizantes actualizará y modificará para poder utilizar la producción del hidrógeno verde y, de esta forma, fabricar fertilizantes verdes. Gracias a esta tecnología, podrá reducir en más de un 10 % las necesidades de gas natural en la planta y será la primera compañía europea del sector que desarrolla una experiencia a gran escala de generación de amoníaco verde.
Gracias al trabajo realizado para el desarrollo de la planta, hemos recibido el premio al mejor Proyecto de Hidrógeno del año, otorgado por AAE Spain Chapter, durante el IV Congreso Internacional de Ingeniería Energética iENER23, celebrado en Valencia.
¿Qué tipo de agua se necesita para producir hidrógeno verde?
El futuro del hidrógeno verde – Por lo general, la producción de hidrógeno verde se realiza utilizando las reservas locales de agua dulce, pero la idea de combinar plantas de desalinización, que purifican el agua de mar, está ganando terreno como algo esencial para el futuro desarrollo del hidrógeno verde.
De hecho, según IRENA, incluso para escenarios de bajo costo nivelado de hidrógeno (LCOH), “el suministro de agua, en el caso más conservador, a través de la desalinización, representa solo menos del 4% del LCOH total lo que significa que es relativamente barato en comparación con el suministro de hidrógeno”.
“El sistema de suministro de agua podría ampliarse para atender otros usos del agua (por ejemplo, sanitario) con una penalización de costo relativamente pequeña para el hidrógeno, pero proporcionando las economías de escala necesarias para lograr costos de agua bajos”.
Según UNICEF, “4.000 millones de personas, casi dos tercios de la población mundial, experimentan una grave escasez de agua durante al menos un mes cada año”, mientras que “más de dos mil millones de personas viven en países donde el suministro de agua es inadecuado”. Además, UNICEF predice que la mitad de la población mundial podría estar viviendo en áreas con escasez de agua ya en 2025, y alrededor de 700 millones podrían verse desplazados por la intensa escasez de agua para 2030.
Para 2040, empeorará aún más, con “aproximadamente 1 en 4 niños en todo el mundo vivan en áreas de estrés hídrico extremadamente alto”.
¿Cuánto cuesta una planta de hidrógeno verde?
Cuánto cuesta – Una investigación publicada en concluye que los sistemas híbridos (de generación de hidrógeno a partir de energía renovable, generalmente eólica o solar), pueden llegar a ser rentables a partir de los 3,23 euros el kilo. El mismo estudio apunta que los costes de los electrolizadores están disminuyendo, lo que podría abaratar de forma considerable el gasto asociado a la generación de hidrógeno con energía procedente de fuentes renovables, lo que que supondría una energía casi perfecta en materia de sostenibilidad energética.
- Según ha contado a el presidente de la Asociación Española del Hidrógeno, Javier Brey, ya es perfectamente viable.
- La electrólisis es el segundo método de producción de hidrógeno a escala industrial de todo el mundo,
- Además, es un método limpio, cuyo coste resulta proporcional al de la energía eléctrica empleada en su producción”.
Para el experto, valores inferiores a los 2,5 céntimos por kWh nos dan precios de unos 2,5 euros por kilogramo, lo que lo convierte en “una solución viable para la “descarbonización” de sectores como el industrial, del transporte o la energía”. En los próximos 10 años los costes de producción de hidrógeno verde (cuyo coste actual oscila en torno a los 3,5-5 €/kg), descenderán en un 70%, o incluso más, si los precios de la electricidad procedente de fuentes renovables siguen disminuyendo como hasta ahora.
¿Cuántos litros de agua se necesitan para hacer un litro de hidrógeno?
Es la gran promesa para la descarbonización, aunque a día de hoy el hidrógeno se enfrenta a algunos retos: faltan puntos de recarga para vehículos, electrolizadores que lo extraigan del agua con electricidad renovable, etc. Además, sigue siendo muy caro – Esta prometedora molécula despierta mucho interés desde hace años por su versatilidad; puede servir tanto para almacenar energía renovable como para mover barcos o camiones en sus trayectos de larga distancia.
También puede ser un aliado para descarbonizar el sector industrial, el mayor consumidor a día de hoy de hidrógeno. El sector químico o el de fertilizantes utilizan en torno un 80% del hidrógeno que se produce actualmente, pero claro, un 95% del que se usa se obtiene a partir de gas natural y emite CO2.
Sin embargo, desde que Europa aprobara su gran Pacto Verde y su Plan de Recuperación y Resiliencia, el hidrógeno renovable se ha convertido en la molécula por la que todo el mundo apuesta. Por hacerse una idea, solo en España hay unos 500 proyectos relacionados con su producción, con el almacenamiento y sus usos, que vienen tanto de pymes como de grandes empresa y centros tecnológicos.
Esta misma semana, el Consejo de Ministros aprobaba Proyecto Estratégico para la Recuperación y Transformación Económica (PERTE), con el que se pretende movilizar más de 16.300 millones de euros de inversión en renovables e hidrógeno. La llamada economía del hidrógeno renovable (es decir obtenido a partir de agua y fuentes de energía renovables) está en un punto como de pescadilla que se muerde la cola: falta producción industrializada porque falta demanda y no hay más demanda porque falta oferta.
Sin embargo, la decidida apuesta europea por el hidrógeno hay que verla como un empujón para la industrialización de este sector, más que como un primer paso para esta economía, ya que« Europa lleva ya 15 años investigando en el desarrollo tecnológico del hidrógeno», opina Pedro Casero, responsable de Innovación dela Fundación para el Desarrollo de las Nuevas Tecnología s del Hidrógeno de Aragón.
- El Pacto Verde europeo traza un plan para que oferta y demanda crezcan juntas, al mismo tiempo que la in corporación de esta molécula en diferentes sector es va ayudandoa des carbonizar la economía.
- «Hasta 2024 el objetivo principal es des carbonizar la producción actual de hidrógeno para usos industria les.
Se están haciendo varios proyectos de producción con renovables de hasta 10 MW para uso industrial y es este sector el que puedetr accionar el mercado. Cuando ya se hayan instalado más electrolizadores (aparatos donde se rompe la molécula de agua con electricidad para obtener H2) disminuirá el coste del hidrógeno y empezarán a extender se los usos.
Luego llegará el turno de la introducción del H2 en el sector del transporte. Es un sector donde ya se ha desarrollado mucha tecnología (por ejemplo, en España ya se pueden adquirir dos marcas de coche con pila de combustible), pero los que van a tirar del mercado van a ser los transportes de mercancías o de pasajeros de largas distancias.
Por eso las estrategias europea y española apuestan por ampliar las flotas de vehículos de hidrógeno y a establecer una red de puntos de recarga», explica Casero. En este camino hay mucho por hacer. Como puto de partida, en España hay cincos hidrogeneras o puntos de recarga para vehículos y la Hoja de Ruta del Hidrógeno prevé que para 2030 haya instaladas y operando en el territorio entre 100 y 150.
- Lo mismo pasa con los electrolizadores, que para 2030 tendrá que haber 4 GW funcionando en España, mientras que a día de hoy «hay algunos funcionando en centros de investigación, etc,, que están entre los 10 y los 200 MW», dice Casero.
- Para Javier Brey, presidente de la Asociación Española del Hidrógeno, lo que falta para el desarrollo de la Economía del hidrógeno se reduce simplemente« a transferir el conocimiento de las centros de investigación a las empresas.
En España se pueden fabricar muchos componentes para desarrollar esta industria incipiente. Pero no hay que olvidar que el otro gran reto es empezar a usarlo». Es verdad que España parte con ventaja en esto de producir hidrógeno, porque disponemos de mucho mucho recurso renovable, pero ¿qué hay del coste actual de producirlo?, ¿qué pasa con la necesidad de agua?, ¿cómo se solucionan los retos pendientes? Agua Para producir hidrógeno renovable hace falta electricidad y agua.
- En cuanto al consumo de agua, se necesitan nueve litros para producir un solo litro de hidrógeno.
- Se está investigando con agua desalada o incluso con depuradora para buscar otras fuentes alternativa sal agua potable, pero ¿será un problema producir hidrógeno en un país con estrés hídrico ?« Para estas primeras fases no.
Las instalaciones de varios MW no consumen mucha agua, pero cuando el sector esté preparado para producir varios GW tendrá que estudiarse el acceso al agua», matiza Casero. Brey lo ve de forma más optimista: «El cálculo anual supone que para 2030 se necesitarán 1,2 hm3 de agua para la producción de hidrógeno, pero solo en pérdidas en el sistema de distribución de agua potable en España se calcula que se pierden 700 hm3 al año.
Solo con que mejorara un 2% este porcentaje y se resolvieran las fugas de la red, habría agua suficiente para la producción de hidrógeno estimada para 2030». En cuanto al coste, hay que aclarar primero que el 80% del gasto de producir hidrógeno se debe al consumo energético. Sin embargo, «al mismo tiempo, el hidrógeno representa una oportunidad para guardar el excedente de la producción renovable, incluso en zonas que ya están saturadas de estas energías, permitiría introducir más recurso de origen solar o eólico », dice Casero.
Ambas tecnología s se ayudan y complementan tanto en precio como en integración en el mix. Ahora mismo, «el hidrógeno que se usa se produce con gas natural y cuesta entre 1,5 y 2,5 euros el kilo. Si se fabricar a ahora mismo hidrógeno renovable, cosa que no está sucediendo, su precio estaría entre los 3,5 y los 5,5 euros el kilo.
Sin embargo, para 2030 se espera que el precio esté en unos dos euros el kilo. Aun así, hay que pensar en la cantidad de energía que se obtiene. Cualquier modelo de coche consume unos siete litros de gasolina a los cien kilómetros y el coste de un litro de gasolina está en unos 1,22 euros. Un vehículo de pila de combustible gastaría 0,8 kilos de hidrógeno a los cien.
Eso significa que ya el hidrógeno ya sería rentable para el transporte si hubiera producción», apunta B rey, quien matiza que para la industria comprar hidrógeno empezará a ser rentable en 2030.
¿Qué tan contaminante es el hidrógeno?
El hidrógeno como gas de efecto invernadero Según el estudio encargado a diferentes expertos en la materia por el Gobierno de Reino Unido, el hidrógeno puede ser hasta 11 veces peor que el CO₂ para el clima del planeta.
¿Cuántos litros de hidrógeno hay en un kilo?
Carlos Fúnez Head of the open innovation unit Centro Nacional del Hidrógeno El hidrógeno no es un recurso natural sino un vector energético, lo que implica que hay que producirlo. Se puede obtener a partir de diferentes recursos naturales como por ejemplo el agua, la biomasa, los combustibles fósiles, multitud de compuestos químicos, etc.; mediante diferentes tecnologías como por ejemplo electrólisis, gasificación, reformado, termólisis, procesos biológicos, etc.
- En la actualidad, la mayor parte del hidrógeno (el 96%) se obtiene a partir de gas natural, carbón o petróleo y prácticamente se consume donde se produce, fundamentalmente en industrias químicas (refino de petróleo, fertilizantes, etc.).
- Lo más habitual es obtenerlo mediante reformado de gas natural con vapor de agua.
Para ello, se consume energía y se emite CO2 y otros gases contaminantes. La electrolisis es el proceso mediante el cual se genera hidrógeno, oxígeno y calor a partir de agua y electricidad. En un sistema convencional de electrolisis, dos electrodos son sumergidos en agua y separados mediante una membrana.
Una corriente eléctrica es mandada desde uno al otro a través del agua. Gracias a la existencia de catalizadores, la corriente rompe las moléculas de agua para separarlas en hidrógeno y oxígeno. Para evitar que esos gases se mezclen creando una mezcla peligrosa, se utiliza una membrana generalmente de Nafion.
La tecnología de la electrólisis actualmente está muy desarrollada y existen una gran cantidad de electrolizadores de distintos tipos en el mercado. Los dos electrolizadores más usualmente utilizados son:
Electrolizadores alcalinos: Son los electrolizadores que habitualmente se han venido utilizando en las industrias, fundamentalmente en la del cloro-álcali. En ellos se utiliza un electrolito líquido (típicamente una solución del 25% de hidróxido de potasio). Estos electrolizadores han llegado a alcanzar una eficiencia del 80% actualmente.
Electrolizadores poliméricos (PEM): Son considerados como la opción más prometedora, pues tienen la ventaja de disponer de un electrolito sólido (lo cual evita el uso de la solución de hidróxido de potasio y por tanto minimiza el mantenimiento), de generar gases con mayor pureza que los electrolizadores alcalinos, y poder generar además a mayores presiones, lo cual simplificaría la etapa de almacenamiento de hidrógeno. Tienen eficiencias ligeramente superiores a las de los electrolizadores alcalinos.
La generación de hidrógeno mediante electrolisis (alcalina o polimérica), proviniendo la electricidad que alimenta el electrolizador de excesos de energías renovables, es la forma óptima de generación de hidrógeno, pues el hidrógeno generado estaría libre de emisiones de efecto invernadero, no generándose ningún tipo de residuo (sobre todo si se realiza mediante electrolizador polimérico) y favoreciéndose por tanto la penetración de las energías renovables al generar hidrógeno cuando no existe capacidad de verter la energía renovable generada a la red.
El hidrógeno generado mediante electrolisis, es posteriormente suministrado al vehículo eléctrico de pila de combustible, combinándose con el oxígeno del aire, y teniendo como única emisión vapor de agua. El hidrógeno es complicado de almacenar, tiene una densidad muy baja (unas 13 veces inferior a la del aire) y a temperatura ambiente ocupa muchísimo volumen.
Para almacenarlo se recurre a comprimirlo a muy altas presiones (entre 350 bar para vehículos pesados tipo autobuses y/o camiones, y 700 bar para turismos). También se puede almacenar en estado líquido, teniendo que enfriar el hidrógeno hasta -253ºC, consumiendo entre el 30% y el 40% de su contenido de energía; o en estado sólido, combinado con diferentes materiales (hidruros metálicos, materiales mesoporosos, nanoestructuras de carbono, etc.).
- Una pila de combustible es un dispositivo electroquímico capaz, en una sola transformación, de convertir la energía química del combustible (en este caso hidrógeno) en energía eléctrica, mediante su combinación con el oxígeno del aire.
- El hidrógeno en automoción puede utilizarse en vehículos eléctricos de pilas de combustible o en motores alternativos de combustión interna En la actualidad, se utilizan los vehículos eléctricos de pila de combustible por su mayor eficiencia global, simplicidad de mantenimiento, y por la apuesta que están realizando los fabricantes en lo referente al uso de pilas de combustible para los vehículos alimentados por hidrógeno.
Las pilas de combustible se diferencian de las baterías en que éstas tienen almacenado el combustible y comburente, mientras que una pila de combustible se alimenta de los reactivos (hidrógeno y aire u oxígeno) desde un depósito exterior. Se diferencian de un motor de combustión interna convencional en que las temperaturas a las que tiene lugar la reacción son más bajas, no existen partes móviles, su rendimiento es mayor y, sobre todo, en que los productos que se generan en la reacción son no contaminantes cuando son alimentados directamente por H2. Esquema de principio Toyota Mirai (Fuente: Toyota) En definitiva, se trata de sustituir la batería de un coche eléctrico convencional por la pila de combustible que proporciona mayor potencia por unidad de peso, y un sistema de recarga más rápido. Lógicamente la recarga de la pila de combustible no es tal, sino que se trata del llenado del tanque de hidrógeno.
A partir de la pila de combustible, el resto del coche es eléctrico. En la actualidad existen tres fabricantes que disponen ya de vehículos eléctricos con pila de combustible tipo turismo a nivel comercial (Hyundai, Toyota y Honda), y varios fabricantes que disponen de prototipos tecnológicos muy avanzados con previsiones de salir al mercado en el corto plazo (General Motors, Volkswagen, Audi, BMW, Mercedes, etc.).
Adicionalmente existen empresas como por ejemplo Symbio Fuel Cell que están desarrollando vehículos eléctricos, fundamentalmente furgonetas de reparto con autonomía extendida mediante hidrógeno, que tienen como sistema de propulsión un sistema híbrido de baterías y pila de combustible. Especificaciones técnicas del Hyundai IX35 y del Hyundai NEXO (Fuente: Hyundai) La movilidad con hidrógeno dentro de las ciudades está adquiriendo una gran importancia, saliendo al mercado diferentes fabricantes de autobuses urbanos eléctricos de pila de combustible. Autobús eléctrico de pila de combustible (Fuente: Toyota) Además del uso del hidrógeno como combustible alternativo en autobuses urbanos, existen también camiones de basura que funcionan con hidrógeno como combustible, siendo esta tipología de vehículos realmente interesante ya que, además de la reducción de emisiones asociada al uso del hidrógeno como combustible, existe una reducción muy importante de la contaminación acústica, al ser el vehículo eléctrico de pila de combustible un vehículo sin partes móviles y, por tanto, muy silencioso. Camión de basura eléctrico de pila de combustible (Fuente: E-trucks) Otro sector donde el hidrógeno está tomando una relevancia considerable como combustible alternativo es la movilidad en el interior de centros logísticos, mediante su uso en carretillas elevadores, consiguiéndose menores tiempos de repostaje, mayor autonomía y una entrega de potencia constante durante todo el ciclo de conducción. Carretilla elevadora de pila de combustible (Fuente: Toyota) Adicionalmente, en la actualidad, se está comenzando a utilizar hidrógeno en transporte por carretera de largas distancias, como es el caso de los camiones de Nicola Motors. Se trata de camiones con una autonomía por encima de los 1.000 km, y que son capaces de transportar grandes cargas de forma muy eficiente.
Un sector donde el hidrógeno tiene mucho sentido y en los últimos años se está desarrollando con mucha intensidad, lo constituye la movilidad en el sector ferroviario. Actualmente los principales fabricantes de trenes como Alstom y Siemens tienen ya sus prototipos para utilizarlos en líneas no electrificadas.
En concreto, Alstom ha puesto en operación real en septiembre del año 2018 el tren Coradia Ilint que permite recorrer 800 km con 160 pasajeros y a una velocidad de 140 km/h, utilizando para ello 200 kg de hidrógeno y pilas de combustible poliméricas. Tren regional eléctrico de pila de combustible Coradia Ilint (Fuente: Alstom) Otro sector en el que el hidrógeno está comenzando a entrar con fuerza es el transporte marítimo, pues las regulaciones ambientales se están endureciendo de forma muy severa, necesitando este tipo de embarcaciones incluir hidrógeno como combustible alternativo. Barco de pasajeros eléctrico de pila de combustible (Fuente: Scandinavian cruises) Las estaciones de repostaje de hidrógeno o hidrogeneras, son las infraestructuras donde recargan sus tanques de combustible los vehículos eléctricos de pila de combustible.
Existen diferentes tipologías de hidrogenera en cuanto a la forma de suministrar el hidrógeno. Estas pueden ser de hidrógeno gaseoso, hidrógeno líquido y mixtas (gaseoso y líquido), siendo las más habituales las hidrogeneras que suministran hidrógeno en forma gaseosa. Dentro del suministro gaseoso del hidrógeno, existen dos presiones de suministro que son los 350 bar, que se utiliza fundamentalmente para vehículos pesados tipo autobuses y camiones, y los 700 bar para turismos fundamentalmente.
En España existen 5 hidrogeneras, 2 de ellas ubicadas en Castilla-La Mancha (Puertollano y Albacete) A enero de 2016, existían 214 estaciones de repostaje de hidrógeno o hidrogeneras operativas en todo el mundo. Durante el año 2015 se han abierto 54 hidrogeneras, de las que 48 son de acceso público y el resto son de acceso privado.
De estas hidrogeneras nuevas instaladas en el año 2015, 7 se han instalado en América del Norte, 28 en Japón y 19 en Europa. Del total de las 214 hidrogeneras operativas, 95 están ubicadas en Europa, 50 en América del Norte, una en América del Sur, otra en Australia y 67 en Asia. En el año 2016 se han desarrollado 104 nuevas hidrogeneras, 35 en América del Norte, 5 en Japón y 64 en Europa.
En España existen 5 hidrogeneras, 2 de ellas ubicadas en Castilla-La Mancha (Puertollano y Albacete). A primeros del año 2018, el número de hidrogeneras se ha incrementado de forma considerable, existiendo aproximadamente 350, siendo Alemania el país que más ha implantado en el año 2017, con un total de 62 nuevas hidrogeneras hasta llegar a las 100 en el año 2020. Vehículo eléctrico de autonomía extendida mediante hidrógeno (Fuente: Renault) De lo comentado hasta el momento, se puede concluir que la situación es propicia para la introducción del hidrógeno como combustible alternativo, La generación de hidrógeno mediante energías renovables está bien desarrollada y con una penetración cada vez mayor en el mercado; existen vehículos eléctricos de pilas de combustible alimentados por hidrógeno en el mercado; y existen infraestructuras de repostaje, estando todas las tecnologías desarrolladas y demostradas técnicamente, a expensas únicamente de que se genere un mercado y que se siga realizando I+D para poder bajar costes y aumentar eficiencias.
Elevada eficiencia energética.1 kg de hidrógeno equivale aproximadamente a 3,5 litros de diésel y una pila de combustible es el doble de eficiente que un motor de combustión interna, con lo que 1 kg de hidrógeno equivale a 7 litros de diésel, y con 1 kg de hidrogeno se pueden recorrer aproximadamente 100 km (por lo tanto, con 33,33 kWh de energía se pueden recorrer 100 km), mucho más eficiente que los vehículos alimentados por combustibles convencionales.Combustible autóctono. El hidrógeno se puede generar a partir de diferentes fuentes (agua, biomasa, biogás, residuos orgánicos, ), mediante diferentes procesos de transformación (electrolisis, gasificación, reformado, microbiológicos), lo cual da seguridad en cuanto al suministro y evita las dependencias del exterior.Ausencia de contaminantes a la atmósfera. El hidrógeno se combina con el oxígeno del aire en la pila de combustible, produciendo electricidad, agua y calor como productos. La electricidad y el calor se aprovechan, siendo la única emisión asociada el vapor de agua que el vehículo emite por el tubo de escape.Ayuda a la penetración de las energías renovables. En países como España que disponen de mucha potencia instalada de energías renovables, existen problemas para poder aprovechar toda la energía renovable, ya que, por ejemplo, en noches de viento se tienen que parar aerogeneradores porque no hay suficiente demanda de energía, con la consiguiente pérdida potencial de energía renovable. Utilizando electrolizadores que permitan generar hidrógeno con estos excesos de energías renovables, se ayuda a la gestionabilidad de las mismas y, por lo tanto, a su mayor penetración en la matriz energética.Mejora de la seguridad vial y para las personas. Los vehículos eléctricos alimentados con pila de combustible son vehículos tecnológicamente muy desarrollados, que aportan aspectos técnicos y operativos diferenciales como por ejemplo par de potencia mayor, mayor seguridad al disminuirse el volumen de fluido inflamable que el usuario debe transportar, y menor generación de ruidos. Todo ello impacta directamente en el bienestar de los usuarios, los viandantes y las grandes ciudades.
Fuente: TECH4FLEET
¿Cuánto cuesta producir un kilo de hidrógeno?
El coste del hidrógeno verde – En 2020, el hidrógeno gris se producía a unos 2 euros/kg. Mientras, el coste del hidrógeno verde era de 6 euros/kg, según las estimaciones de la industria. Para Von de Leyen, en 2030 el coste del hidrógeno verde podría estar por debajo de 1,8 euros/kg,
Al respecto, añadió: «Este objetivo está al alcance». Según los datos de la Comisión Europea: generar un kilo de hidrógeno limpio « gris » cuesta en torno a 1,5€, que se encarece a 2€ si se captura y almacena el CO2 liberado. Mientras, el coste del hidrógeno obtenido con energía renovable asciende a 2,5 y 5,5 euros por kilo.
Sobre los pasos de Europa en este tema dijo Von der Leyen: «Quiero que Europa sea un corredor que esté a la cabeza mientras se construye un mercado global del hidrógeno». Además, indicó la buena dirección europea: el 55 % de los nuevos proyectos sobre esa tecnología se encuentran en la UE.
¿Dónde se encuentra el hidrógeno en la vida cotidiana?
¿Qué es el Hidrógeno? Es un vector energético que permite descarbonizar industrias de difícil abatimiento y necesita ser “separado” de diferentes componentes. El Hidrógeno es el elemento más abundante del universo, pero no en su forma pura el cual tiene una alta densidad de energía por unidad de peso, pero baja en términos volumétricos. ¿Cuáles son los colores del Hidrógeno? ¿Cuáles son las aplicaciones del Hidrógeno? El hidrógeno tiene aplicaciones principalmente industriales, para la producción de amoniaco, hidrogenación de aceites orgánicos comestibles y mantecas, síntesis de sorbitol, alcoholes, fibras sintéticas, etc.
- Se utiliza también en la Industria llantera y electrónica, en la elaboración de cosméticos y en el Hidrotratamiento de crudos pesados.
- Su utilización es importante en la fabricación de vidrio y acero, como gas en la elevación de globos Meteorológicos, así como para la elaboración de herramientas de corte a alta velocidad y en el transporte terrestre, aéreo y marítimo.
El hidrógeno como combustible puede usarse mediante su uso directo en un motor de combustión interna, una estufa, etc. o utilizarse en forma eficiente en una celda de combustible. Esta última opción es la que más llama la atención para Una aplicación masiva del hidrógeno, debido a que las celdas de combustible ofrecen limpieza, versatilidad, capacidad modular y altas eficiencias en la transformación de la energía química del hidrógeno en energía eléctrica.
- La NASA Inicio el desarrollo de las celdas de combustibles con aplicaciones para Producir electricidad durante vuelos espaciales.
- A partir de los años ochenta, varios países como Estados Unidos, Canadá, Japón y otros de la Unión Europea Impulsaron la investigación y el desarrollo de esta tecnología y como resultado, actualmente cientos de compañías por todo el mundo están comercializando las celdas de combustible, tanto en estaciones fijas como portátiles.
La tecnología de las celdas de combustible ya está desarrollada Estos dispositivos convierten la energía química de un combustible en energía eléctrica ¡Sabias que! Hay 1.001 métodos para producir hidrógeno. Hay multitud de procesos para convertir cualquier energía en hidrógeno, en uno o varios pasos. ¡Sabias que! 1.001 métodos Hay 1.001 métodos para producir hidrógeno. Hay multitud de procesos para convertir cualquier energía en hidrógeno, en uno o varios pasos. En particular, si tenemos electricidad y agua (H2O) mediante electrolisis podemos dividir el agua en hidrógeno (H2) y oxígeno (O2) con rendimientos elevados (del orden del 85%) y un coste que dependerá directamente del coste de la electricidad empleada.
¿Cuánto cuesta un litro de hidrógeno?
Precio del Hidrógeno El coste del hidrógeno verde viene determinado, principalmente, por 3 factores:
El coste de la electricidad utilizada en la electrolisis. El coste de la planta de electrólisis. Cuanto mayor sea la potencia instalada, la ratio €/MW será menor. Horas de operación en las que la planta está funcionando. En este aspecto, cuantas más horas de operación, mayor cantidad de hidrógeno se producirá con la misma inversión, por lo que el precio de venta es menor.
Teniendo en cuenta todos estos factores, el precio del hidrógeno puede oscilar desde 3-4 €/kg hasta los 10 €/kg, aunque tomando como referencia el precio de venta en hidrogeneras de otros países, el hidrógeno cuesta actualmente entre 8 y 10 euros por kilogramo.
Un vehículo de pila de combustible puede albergar entre 6 y 7 kilogramos de hidrógeno en su depósito, y tiene un consumo aproximado de 1 kilogramo por cada 100 kilómetros. Así, el vehículo dispondría de una autonomía aproximada (dependiendo del modelo), de entre 600 y 700 kilómetros. Según el precio actual medio de las hidrogeneras europeas, el coste de recorrer 100 km sería de entre 8 a 10€.
RESPUESTAS sobre el Hidrógeno APLICACIONES del Hidrógeno : Precio del Hidrógeno
¿Cómo se almacena el hidrógeno?
3 métodos para el almacenamiento de hidrógeno Durante mucho tiempo, la disponibilidad de un sistema adecuado para el almacenamiento de hidrógeno fue uno de los mayores obstáculos para el uso a gran escala del hidrógeno, sobre todo en el sector transportes.
- Los problemas para confinar el hidrógeno se derivan de sus características físicas y químicas, ya que si bien el hidrógeno es un combustible que tiene una gran densidad energética por unidad de masa, presenta una muy baja densidad de energía volumétrica, tanto en estado líquido como gaseoso.
- Además, el hidrógeno tiene una gran difusividad y permeabilidad lo que hace que sea capaz de difundirse incluso a través de sólidos lo que conlleva tanto la pérdida del combustible almacenado que se vierte a la atmósfera, como la posible fragilización de los metales empleados para confinar el elemento, el acero por ejemplo.
En comparación a otros combustibles, el hidrógeno requiere depósitos de mayor volumen para almacenar la misma cantidad de energía. Debido a la baja densidad del hidrógeno, su almacenamiento siempre requiere grandes volúmenes y está asociado con altas presiones, con muy bajas temperaturas y/o en combinación con otros materiales (mucho más pesados que el propio hidrógeno).
La manera más habitual para almacenar hidrógeno es en depósitos a alta presión. Las presiones típicas de almacenamiento son 200 bares, 350 bares (estándar hace años para los depósitos que se montaban en vehículos) y 700 bares que actualmente es el, En los laboratorios, los gases a presión como el nitrógeno o el oxígeno acostumbran a almacenarse en balas o bombonas de acero, sin embargo, este tipo de depósitos no es práctico para la mayor parte de las aplicaciones del hidrógeno debido a que son muy pesadas.
Por ello, se han desarrollado tanques ligeros a base de materiales compuestos como por ejemplo los montados en los Toyota Mirai que cuentan con tres capas. Una capa interna hecha de un polímero plástico a base de nylon con una baja permeabilidad al hidrógeno.
Una capa intermedia de resina epoxy con fibra de carbono que da la rigidez estructural al depósito. Y por último una coraza externa fabricada con un material compuesto a base de fibra de vidrio para proteger al depósito de posibles abrasiones. De esta forma, mediante el uso de materiales compuestos, se logra reducir notablemente el peso de los depósitos que hay que embarcar.
Depósito de hidrógeno de alta presión del Toyota Mirai
Presión (MPa) | 0.101325 | 200 | 350 | 700 |
Volumen (L) | 11934 | 68.4 | 42.7 | 25.7 |