El hidrógeno verde, una esperanza de futuro | Alfa Laval

El hidrógeno verde, una esperanza de futuro

El hidrógeno, gas ultraligero de fórmula H2, se considera -junto con la electricidad renovable- una gran esperanza para alcanzar los objetivos climáticos en Europa. Ya en 1874, Julio Verne predijo en su novela "La isla misteriosa" que el agua sería el carbón del futuro. Sin embargo, esta fuente de energía respetuosa con el medio ambiente aún no ha podido extenderse como un producto de masas. Esto puede cambiar ahora.

FECHA 2022-01-26

El hidrógeno verde como faro de esperanza

El hidrógeno está presente en abundancia en la naturaleza, pero no aislado, sino enlazado con otros elementos. Esto hace que su producción sea costosa y requiera una gran cantidad de energía. Un proceso muy común para su producción es la electrólisis. Con la ayuda de una corriente eléctrica, el agua se divide en hidrógeno y oxígeno. Si esta electricidad procede exclusivamente de fuentes renovables, como la energía eólica o solar, se denomina hidrógeno verde.

En el camino hacia una sociedad climáticamente neutra, el hidrógeno ha vuelto a cobrar protagonismo en los últimos años a pesar de su coste. Es más, impulsados por pioneros visionarios y con el apoyo de los políticos, los últimos avances prometen un verdadero progreso.Uno de los principales actores es thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers GmbH (tkUCE), una empresa perteneciente a thyssenkrupp Industrial Solutions AG e Industrie De Nora. Las áreas clave de la empresa incluyen el desarrollo de procesos innovadores de electrólisis para la producción de hidrógeno.

“El hidrógeno, como vector energético respetuoso con el medio ambiente, tiene un gran potencial. Su coste es sólo relativo. Siempre sería más barato extraer petróleo o gas, pero la cosa cambia si se imputa a su coste el impacto ambiental que causan el petróleo y el gas. Si se hiciera, de repente serían mucho más caros, y seguirían siendo destructivos. Por tanto, el hidrógeno sigue siendo la solución más ecológica para nuestro planeta".

- Carsten Reuter, Key Account Manager de Alfa Laval Mid Europe y Patrice Bourrier, Sales Developer Hydrogen de Alfa Laval

Para evitar las emisiones de CO2, thyssenkrupp ha estado probando el uso de hidrógeno en el proceso de fabricación de acero en su planta de Duisburgo desde 2019. El único remanente en este proceso: simple vapor de agua. Desde 2016, se instaló en ese emplazamiento una planta piloto y de prueba para la electrólisis de agua alcalina (AWE), desarrollada por thyssenkrupp UCE sobre la base de la electrólisis de cloro-álcali. Este electrolizador piloto se construyó en el marco del proyecto de investigación Carbon2Chem®. El proyecto, financiado por el gobierno alemán, utiliza los gases metalúrgicos producidos en la siderurgia para la producción de productos químicos y reduce así las emisiones de CO2 tanto en la siderurgia como en la producción de productos químicos.

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Los múltiples valores del hidrógeno

El hidrógeno como combustible

El hidrógeno no deja gases de escape cuando se quema. Esto hace que el gas sea un sustituto ideal del carbón, el petróleo y el gas natural en el transporte y la industria. En forma comprimida, tiene una alta densidad energética y, por lo tanto, es adecuado para alimentar el transporte de larga distancia por tierra, por mar y posiblemente incluso por aire. Para ello, puede quemarse o convertirse en electricidad en una pila de combustible. Las baterías, como las que se utilizan en los coches eléctricos, tienen limitaciones para los trayectos largos. Son pesadas y ocupan demasiado espacio.

El hidrógeno como almacenamiento de energía

Cuanta más energía renovable utilicemos, más importante será hacer frente a las fluctuaciones de su disponibilidad. El hidrógeno es una molécula que puede transportarse y almacenarse, con total independencia de cuándo y dónde esté disponible la fuente de energía renovable.

Amoníaco producido con hidrógeno verde

El amoníaco no sólo es uno de los productos químicos más utilizados, sino que también es adecuado para el almacenamiento de energía. Si el hidrógeno necesario para su producción se produce exclusivamente con la ayuda de energías renovables, se denomina amoníaco verde. El amoníaco tiene una densidad energética mucho mayor que el hidrógeno y, por tanto, es aún más fácil de transportar y almacenar.

Hidrógeno para la producción de metanol

El CO2 también puede convertirse en metanol al reaccionar con el hidrógeno. La ventaja: el metanol es el componente básico de muchos productos químicos cotidianos y, al igual que el amoníaco, es fácil de almacenar y transportar.

La electrólisis requiere refrigeración y condensación. Hay que tener en cuenta los distintos materiales y los requisitos de presión, temperatura y resistencia. El hidrógeno gaseoso, por ejemplo, es ultra inflamable y, en las condiciones adecuadas, reacciona violentamente cuando entra en contacto con el aire o el oxígeno. En el lado del agua, sin embargo, tiene un papel primordial la purificación, en función de la calidad del agua de refrigeración. Los retos son muchos y complejos, ya que es esencial considerar aspectos como qué sellado es el mejor, qué material cumple con todos los requisitos, cuál es la mejor manera de controlar el ensuciamiento y cómo se puede utilizar de forma óptima el limitado espacio de instalación disponible. Aquí es donde entra en juego la experiencia de Alfa Laval.

Las aplicaciones principales de los intercambiadores de calor Alfa Laval dentro del proceso de electrólisis son la refrigeración del hidrógeno, el oxígeno y el catolito. Es necesario además condensar la humedad tanto del hidrógeno como del oxígeno para que tengan un nivel de pureza adecuado para su uso.

“Conocemos a Alfa Laval desde hace mucho tiempo como un socio fiable y competente en múltiples áreas tecnológicas. En Alfa Laval encontramos expertos con los que podemos hablar abiertamente, que son capaces de comprender nuestros problemas y trabajan con nosotros para encontrar la mejor solución posible. Por lo tanto, Alfa Laval no es sólo un proveedor de equipos para nosotros, sino también un socio y co-desarrollador".

- Stephan Liebscher, Director de la Cadena de Suministro de Hidrógeno Verde en thyssenkrupp UCE

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Hidrógeno verde - saber más

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Con las expectativas de que el hidrógeno verde podría representar hasta el 24% del mercado energético en 2050, la demanda seguirá creciendo a un ritmo rápido. El hidrógeno verde ofrece una solución de cero emisiones como combustible para el transporte o la generación de energía, para el calor en las industrias de proceso o los edificios, para el almacenamiento de energía y como una importante materia prima en la industria química. Tiene un enorme potencial para posibilitar nuestra transición energética, en particular para los sectores difíciles de descarbonizar.

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