La creciente necesidad de reducir la dependencia de combustibles fósiles, y las emisiones de gas de efecto invernadero a la atmósfera, han propiciado el desarrollo de energías renovables. Sin embargo, en muchas ocasiones se plantea también la necesidad de poseer sistemas de almacenamiento de energía de mayor capacidad para aprovechar la gestión de estas energías renovables. Esta necesidad ha permitido que la tecnología de hidrógeno se esté implementando como un vector energético de gran importancia, es decir, el hidrógeno almacena energía y ésta puede liberarse de forma controlada posteriormente.
En nuestro “Curso de tecnologías de Hidrógeno”, mostraremos las tecnologías más importantes de producción, almacenamiento y transformación de hidrógeno, y en este post te contamos el potencial del hidrógeno, su importancia, los principales procesos de obtención de hidrógeno y pinceladas sobre el contenido de nuestro “Curso de Tecnologías de Hidrógeno”. ¡Vamos allá!
Contenido
El potencial del Hidrógeno
El hidrógeno es un elemento químico, formado por un protón y un electrón, y lo podemos encontrar en abundancia en el universo, pero siempre combinado con otros elementos, como con el oxígeno, formando el agua (H2O). Su importancia radica en que permite la descarbonización de usos energéticos difícilmente electrificables.
El uso del hidrógeno en la producción y la industria se remonta al siglo XX, concretamente en el año 1920 se empieza a utilizar en forma de gas ciudad y en la primera mitad del siglo XXI comenzó su uso generalizado como portador energético.
Se puede usar quemándolo directamente y obteniendo ese calor como combustible, como se hace con el gas natural. Es por eso que no es una fuente de energía primaria porque no se encuentra en la naturaleza de forma aislada, sino que se necesita una energía que libere ese átomo. Esta energía puede ser hidroeléctrica, eólica, solar, nuclear o fósil. En la necesidad de utilizar una fuente de energía externa para liberar el hidrógeno, es donde radica el potencial del hidrógeno desde el punto de vista energético y es la principal diferencia con otras fuentes de energía, como los hidrocarburos o la nuclear.
Curso de Tecnologías de Hidrógeno
El hidrógeno que se utiliza en la actualidad se conoce como gris, marrón o negro. Esta clasificación se hace dependiendo de la fuente que genera el hidrógeno; si el hidrógeno es producido con gas natural, carbón o petróleo, respectivamente. Como consecuencia de producir el hidrógeno, es emitido a la atmósfera CO2 (dióxido de carbono), el principal responsable del efecto invernadero en la atmósfera.
En el caso de que en su obtención se almacene parte de ese hidrógeno, se conoce como hidrógeno azul.
El hidrógeno es limpio, renovable e inagotable, si su extracción proviene de alguna energía renovable. Por el contrario, si se obtiene a partir de combustibles fósiles no podemos considerarlo como limpio. El hidrógeno que se utiliza actualmente y por el que apuestan las empresas globalmente, es el hidrógeno verde o renovable y es el que se obtiene a partir de la electrólisis y el que no genera gases de efecto invernadero.
Gracias a los avances tecnológicos y a la penetración de otras energías, como la eólica, el precio de producir hidrógeno verde se abarata. Se estima que el hidrógeno verde será rentable a partir del año 2030, cuando comenzará la descarbonización de las economías mundiales, si todo ocurre como se espera.
Procesos de obtención de Hidrógeno
Existen varios procesos de obtención de hidrógeno, pero cabe destacar que estos procesos de obtención están en continuo estudio en la búsqueda de desarrollar sistemas más eficientes y con un menor impacto ambiental.
En nuestro curso de “Tecnologías de Hidrógeno” recorremos toda la cadena de valor del hidrógeno, desde su producción a partir de fuentes renovables mediante la electrólisis del agua, hasta su almacenamiento, distribución y transformación final en calor y electricidad, a través del uso de pilas de combustible, para multitud de aplicaciones estacionarias y móviles.
La electrólisis
El proceso de electrólisis se puede explicar a nivel químico de la siguiente manera: se aplica corriente eléctrica de forma continua a unos electrodos sumergidos en una disolución y conectados a una fuente de alimentación. Cada electrodo atrae iones diferentes. El electrodo del polo positivo se denomina ánodo y el del lado negativo, cátodo.
Los iones positivos, o también llamados cationes, se ven atraídos por el cátodo. Los negativos, o aniones, por el ánodo.
En los electrodos es donde se produce una transferencia de electrones y nuevas sustancias son producidas. Podemos definir esta reacción como oxidación-reducción.
El hidrógeno, al ser generado con electricidad, se convierte en un medio de almacenamiento de energía, absorbiendo electricidad en horas de máxima producción y generando electricidad en momentos en que la demanda supere a la oferta de energía.
La pila de combustible
Las pilas de combustible es un dispositivo electroquímico que transforma la energía química en electricidad. Tiene su origen en un combustible (hidrógeno) y en un comburente (en la mayor parte de los casos, oxígeno) para producir energía en forma de corriente continua y calor.
Podemos diferenciar varios tipos de pilas de combustible y clasificarlas dependiendo del electrolito que utilizan. Así se determina: el tipo de reacción química que tiene lugar en la celda de combustible, el modelo de catalizador que utilizamos para que tenga lugar la reacción, el rango de temperatura de cada celda y el combustible que necesitamos. Cabe decir que estas características influyen en gran medida en el tipo de aplicaciones y adecuación de estas pilas a sus usos.
El hidrógeno utilizado con las pilas de combustible tiene la ventaja de requerir un menor tiempo de recarga y mayor autonomía de los sistemas.
Aplicaciones de la pila de combustible
Como ya hemos comentado, las pilas de combustible tienen muchas aplicaciones y las podemos englobar en tres:
Portátiles. Las aplicaciones portátiles son las de menor tamaño y están destinadas a pequeños dispositivos electrónicos, como ordenadores, pequeños electrodomésticos o smartphones.
Estacionarias. Las aplicaciones estacionarias utilizan el hidrógeno como sistema de almacenamiento para generar electricidad y calor. Es muy común para hospitales o residencias como generadores de potencia para utilizarlos cuando falte el suministro principal.
Aplicaciones al transporte. En este caso las aplicaciones de la pila de combustible para el transporte se emplean vehículos eléctricos de todo tipo: coches, autobuses o barcos.
El Hidrógeno como combustible del futuro
La tendencia del desarrollo y uso del hidrógeno está en ascenso, sobre todo, en el sector de la automoción, en gran parte debido al menor tiempo de recarga del vehículo y a su mayor autonomía.
Tenemos, por tanto, un nuevo contrincante en la carrera de fondo hacia un vehículo que ofrezca todas las prestaciones, pero con cero emisiones. Aunque el vehículo eléctrico con batería sigue en ella, los vehículos con tecnología de pila de hidrógeno son más limpios, sostenibles y más livianos porque se elimina el peso de la batería eléctrica, lo que hace que se reduzca el consumo.
Pero la pila de hidrógeno no está siendo utilizada solamente en el sector automovilístico, también a nivel industrial está adquiriendo gran importancia. Es un combustible muy denso energéticamente, por lo que es idóneo para generar calor en procesos que requieren altas temperaturas, como la producción de acero.
También se están estudiando sus usos en el ámbito residencial y del sector terciario, por las posibilidades que su aplicación puede tener en la inyección de cierta cantidad de hidrógeno en las redes de gas.
Es, por tanto, un gas destinado a descarbonizar sectores imposibles de cambiar, como el transporte aéreo o la industria pesada y para almacenar energía limpia a largo plazo, garantizando el abastecimiento. Es el combustible del futuro.
Proyectos de Hidrógeno en España
Aunque pueda sonar algo lejano en el tiempo, lo cierto es que en España, la eléctrica Endesa ya ha anunciado su intención de iniciar más de 20 proyectos para generar hidrógeno verde, que podrán estar funcionando entre 2023 y 2024. Se espera que la producción de las más de 20 plantas, puestas en marcha, ascendería a 26.000 toneladas de hidrógeno al año.
Estos proyectos abarcan desde su producción hasta su consumo y todos ellos consideran la opción de invertir en parques de generación de energía renovable que alimentan a los electrolizadores y también el vertido de los excedentes a la red eléctrica.
Uno de los más avanzados, es el proyecto desarrollado en As Pontes (A Coruña) que cuenta con 6 parques eólicos asociados, un electrolizador de 100 MW y una potencia en total de 611 MW.
Curso de Tecnologías de Hidrógeno
En este punto ya conoces la importancia del hidrógeno, su potencial desde el punto de vista energético y las formas de obtenerlo.
Así, en nuestro “Curso de Tecnologías de Hidrógeno” son especialmente relevantes las aplicaciones relacionadas con el transporte mediante vehículos eléctricos con pila de combustible, pilar clave en el futuro de la movilidad.
El curso además, describe los principales programas de I+D+i y planes de actuación que pueden impulsar las tecnologías del hidrógeno, así como los requisitos que deben cumplirse en cuanto a normativa y seguridad, para un uso correcto del mismo.
El principal objetivo de este curso es mostrar las tecnologías más importantes de producción, almacenamiento y transformación de hidrógeno, a todos aquellos profesionales interesados en conocer las posibilidades y las aplicaciones que el hidrógeno, como vector energético renovable, puede ofrecer a la sociedad, desarrollamos los aspectos transversales más importantes para el desarrollo de esta tecnología, relacionados con normativa, seguridad y planes de actuación, tanto nacionales como internacionales.
Si quieres más información sobre nuestro “Curso de tecnologías de Hidrógeno”, no dudes en contactar con nosotros.
Fuentes: IAPG, Universidad de América, La Vanguardia, El Economista
