Las capacidades energéticas del hidrógeno y sus múltiples usos en un futuro próximo

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capacidades energéticas del hidrógeno y sus múltiples usos

Hoy en día, el hidrógeno se utiliza casi exclusivamente para usos industriales en productos químicos y refinados. Pero en un futuro no muy lejano sus capacidades como vector energético podrían jugar un papel importante en el campo del transporte, en los sectores del gas y en la producción de electricidad así como en la producción de calor.

El uso del hidrógeno a día de hoy

En todo el mundo, se producen cerca de 60 millones de toneladas de hidrógeno al año. Más del 80% del hidrógeno producido hoy en día se utiliza para la fabricación de amoniaco, esencial para la industria de fertilizantes, y para la refinación de productos petroleros para desulfurar combustibles.

El resto se utiliza para otras producciones químicas, para la síntesis de plásticos, para ciertos procesos en la industria del vidrio y para la fabricación de circuitos impresos electrónicos. Su uso como vector de energía- solo el 1% – se limita hoy al campo espacial, para la propulsión de satélites y cohetes.

¿Cómo se empleará el hidrógeno en las siguientes décadas?

Se espera que este uso industrial siga siendo dominante durante muchos años. Pero las perspectivas de utilizar las capacidades energéticas del hidrógeno son numerosas, lo que supondría también un aumento considerable de su producción global. A continuación, presentamos algunos ejemplos.

diferentes funciones del hidrogeno
El hidrógeno tendrá un papel muy importante en las plantas de energías renovables.

Hidrógeno como almacenamiento de energías renovables

En auge en todo el mundo, la energía solar y eólica tienen la desventaja de ser intermitentes y, a veces, producen más electricidad de la que la red puede integrar. Este exceso de electricidad se usa para producir hidrógeno y convertirlo de nuevo en energía a través de una celda de combustible.

Por lo que el este método se presenta como una de las soluciones de almacenamiento y «suavizado» para la producción de electricidad renovable.

Un ejemplo: instalada en Córcega, la plataforma MYRTE incluye una planta de energía fotovoltaica conectada a la red; un electrolizador convierte la electricidad en hidrógeno durante las horas de bajo consumo; esta energía se devuelve a la red a través de una pila de combustible durante las horas pico de consumo, especialmente por la noche, cuando los paneles solares ya no producen.

Por lo tanto, el hidrógeno tiene aquí un papel «amortiguador» que mejora la estabilidad de la red. Los sistemas son integrados, compactos y proporcionan operaciones descentralizadas y difusas, sin necesidad de transportar hidrógeno. Otro proyecto, PUSHY, prueba los mismos procesos con plantas de energía microhidráulica.

Hidrógeno como productor de electricidad

Alimentada por hidrógeno, una pila de combustible produce electricidad y emite calor y agua.

Las baterías se pueden adaptar a una variedad de equipos, de todos los tamaños, y no solo a los turismos eléctricos. Así se pueden equipar en:

  • Pequeños dispositivos nómadas (teléfonos, computadoras); ¡Incluso hay un prototipo de bicicleta de hidrógeno!
  • Vehículos que no están obligados a recorrer largas distancias o que son pequeños, como tractores agrícolas, flotas cautivas de vehículos utilitarios. El hidrógeno ya se utiliza de forma rutinaria para propulsar carretillas elevadoras: 3.000 están en funcionamiento en Estados Unidos y el distribuidor Ikea ha puesto en marcha una operación en Francia.
  • Instalaciones estacionarias. Pueden ser estaciones «nicho», destinadas a abastecer sitios aislados (antenas de relé, centros de telecomunicaciones, etc.) o grupos de emergencia (servidores informáticos, hospitales, etc.), o estaciones más pesadas, destinadas a unidades industriales.

Pilas de combustible estacionarias

El uso de pilas de combustible estacionarias, destinadas a abastecer viviendas, edificios o espacios comerciales, se está desarrollando rápidamente. El hidrógeno se produce directamente en el sitio a partir del gas natural de la ciudad mediante equipos conectados a la batería, sin exceder el tamaño de un gabinete.

hidrogeno en Pilas de combustible estacionarias
El hidrógeno ya alimenta a miles de carretillas elevadoras.

El sistema proporciona electricidad pero también calor recuperable para la calefacción de espacios. Japón es líder en este sector con más de 100.000 unidades instaladas en 2016. A largo plazo, se podrá sacar hidrógeno del depósito del coche de hidrógeno si se desarrolla este tipo de vehículo. Alemania ha iniciado programas en la misma dirección.

Esta producción de electricidad muy localizada puede compensar las fallas de la red central, una protección útil en países sujetos a terremotos o tifones como Japón. Otra ventaja de este masivo desarrollo es la de facilitar la industrialización de las pilas de combustible, y por tanto la reducción de su coste de fabricación, lo que podría ser beneficioso para su uso en el sector de la automoción.

El «poder de gas»

El hidrógeno se puede reinyectar, hasta un 5 a 10%, en las redes de gas natural para contribuir a los usos tradicionales en la vivienda o la industria. Este gas natural con hidrógeno añadido también se puede utilizar como combustible, como Hythane®, para flotas de autobuses. Un proyecto piloto, llamado GRHYD3, está en marcha en Dunkerque para estudiar estos dos usos.

El hidrógeno se puede reinyectar, hasta un 5 a 10%, en las redes de gas natural.

Metanización

El hidrógeno se puede combinar con y recrear metano, es decir, gas natural. Esta «metanización» podría permitir reducir las emisiones de CO2 en ciertas fábricas, como las centrales eléctricas de carbón, siempre que el hidrógeno se produzca a partir de electricidad renovable o nuclear.

El metano se puede transformar en varios combustibles como el metanol o el queroseno. Sin embargo, para que el proceso sea económicamente rentable, el precio por tonelada de CO2 vuela … Combinado con agua y CO2, el hidrógeno también puede conducir a alcanos, hidrocarburos saturados, los llamados electrocombustibles. ¡Es el futuro del futuro!

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