En 1874, Julio Verne publicaba La isla misteriosa y aseguraba:
“Creo que un día el agua será un carburante, que el hidrógeno y el oxígeno que la constituyen, utilizados solos o conjuntamente, proporcionarán una fuente inagotable de energía y de luz, con una intensidad que el carbón no puede; dado que las reservas de carbón se agotarán, nos calentaremos gracias al agua. El agua será el carbón del futuro”.
El hidrógeno (H2) es uno de los elementos más simples y abundantes de la tierra y se considera ampliamente como una solución potencial para el apetito energético mundial y las necesidades de descarbonización.
En Dynatec ya hemos hablado del Hidrógeno como combustible del futuro y sin duda, en los últimos años, la posibilidad de que se convierta en una alternativa realmente viable y extensible a la producción energética global ha ido ganando cada vez más fuerza.
20% de Hidrógeno: el camino hacia el futuro
Un hito fundamental en el camino hacia un futuro con cero emisiones netas de carbono se conoce como el objetivo del ’20 % de hidrógeno’.
Dado que el hidrógeno es el único combustible de combustión limpia con cero emisiones de carbono que se puede mezclar con el combustible existente para la combustión con un cambio mínimo en dicha infraestructura.
20% se refiere a la mezcla de hidrógeno con gas natural para reducir las emisiones totales de carbono. La idea es simple: hacer funcionar turbinas u otros procesos de gas natural con hidrógeno mezclado puede reducir las emisiones lo suficiente como para ganar el tiempo para desarrollar nuevas tecnologías de hidrógeno puro y satisfacer las necesidades energéticas y los objetivos de sostenibilidad del mundo.
Estados Unidos, junto con la Agencia Internacional de Energía (AIE), persigue agresivamente el objetivo de lograr una emisión neta de carbono cero para 2050. Sin embargo, las emisiones de carbono de la producción de energía y los procesos industriales aún representan casi 36 Gtoneladas de CO 2 a partir de 2021, y los niveles de emisiones no han mostrado signos de desaceleración.
El hito de la mezcla del 20 % de H2, y el tiempo extra que nos da, es fundamental a medida que avanzamos hacia tecnologías capaces de generar ‘hidrógeno verde’ y procesos que funcionan solo con hidrógeno de combustión limpia.
Más del 90% de todo el CO2 emitido proviene del uso de energía basada en combustibles fósiles (carbón, gas natural y petróleo). Para descarbonizar, no podemos esperar por una sola bala de plata, sino que debemos aprovechar las innovaciones que se pueden implementar ahora mientras desarrollamos procesos y combustibles netos cero.
El hidrógeno (H2) se considera el candidato principal para el eventual reemplazo del combustible a base de carbono existente, pero mezclarlo con las corrientes de gas actuales produce beneficios inmediatos.
Lograr la descarbonización a través de la transformación de tuberías existentes para mezclas de hidrógeno y metano
La Sociedad de Ingenieros de Petróleo celebró recientemente su Exposición y Conferencia Internacional de Petróleo de Abu Dhabi (ADIPEC) 2022, que concluyó el 3 de noviembre. El evento presentó importantes nuevas tecnologías de hidrógeno que pueden ayudar a acelerar la transformación energética global hacia un futuro descarbonizado.
El H2 se puede producir a partir de una gran variedad de procesos, de gris a verde, y se considera un combustible limpio cuando se consume, porque sus únicos productos son agua, energía y calor. Sin embargo, además de las mejoras en la producción, se deben desarrollar nuevos métodos y materiales para que el transporte, el almacenamiento y la distribución del hidrógeno sean más seguros.
Un problema crítico en el almacenamiento y transporte de H2 es la fragilización por hidrógeno, un proceso en el que las moléculas relativamente pequeñas de hidrógeno se difunden en el metal de la tubería o el contenedor en el que se encuentran, lo que hace que el metal se vuelva quebradizo, lo que podría provocar fracturas y fallas.
El hidrógeno se considera el combustible del futuro, pero los expertos creen que para escalar una transformación de H2, el hidrógeno debe transportarse fácilmente a través de tuberías, al igual que el gas natural en la actualidad. Sin embargo, mover grandes cantidades de H2 de combustión limpia en tuberías presenta un riesgo único: la fragilización por hidrógeno.
El H2 es fácilmente inflamable cuando está en presencia de un oxidante, por lo que es fundamental evitar la fragilización por hidrógeno en los métodos de almacenamiento y transporte.
El movimiento de grandes cantidades de H2 se ha explorado principalmente con tuberías de acero específicas para hidrógeno que son extremadamente costosas: hasta un 68 % más que los materiales tradicionales de tuberías de gas natural.
Sin embargo, EE. UU. ya tiene aproximadamente 3 millones de millas de tuberías de gas natural que se extienden por todo el país, que podrían usarse potencialmente en la transformación del hidrógeno.
Nanocompuestos para proteger las tuberías al transportar H2
La compañía Oceanic ha desarrollado un compuesto químico denominado HydroPel: un tratamiento de nanocompuestos que se puede aplicar a las paredes interiores de las tuberías de gas natural existentes para que sean seguras para el transporte de hidrógeno.
El tratamiento de superficie actúa creando una barrera pasivante a través de la cual las moléculas de H2 no pueden penetrar.
El nanocompuesto avanzado elimina los costos asociados con la fabricación e instalación de nuevas tuberías específicas para hidrógeno al permitir el uso de redes de tuberías ya existentes.
Se puede aplicar in situ a las tuberías existentes, desbloqueando la capacidad de millones de millas de infraestructura para transportar de manera segura mezclas de hidrógeno y gas natural. HydroPel podría eliminar los costos masivos de la nueva infraestructura H2, conectando el mundo con hidrógeno limpio a través de líneas de gas natural que ya están en uso.
Oceanit se asoció recientemente con el proveedor de gas natural Hawai’i Gas, la única empresa de servicios públicos de gas con franquicia en el estado de Hawái y la única empresa de servicios públicos en los Estados Unidos para combinar presiones seguras de H2 en sus líneas. La asociación desarrollará aún más HydroPel, lo que permitirá transportar mezclas de mayor porcentaje de H2, y trabajará para expandir las capacidades de transporte de hidrógeno en Hawái y más allá.
El plan de transporte de Hidrógeno en Europa
La iniciativa European Hydrogen Backbone (EHB) ha presenta una versión actualizada de su visión de una infraestructura de transporte de hidrógeno en toda Europa. El grupo, en el que están los principales transportistas de gas europeos, entre ellos Enagás, propone una red de hidrógeno de 39.700 km para 2040, y se espera un mayor crecimiento después de ese año. Esta red conectará 21 países europeos.
El plan europeo prevé desarrollar una red de transporte de hidrógeno de 40.000 km con una inversión de 81.000 millones.
Los mapas de infraestructura de hidrógeno para 2030, 2035 y 2040 publicados reflejan la visión de los 23 gestores de transporte de gas europeos, basados en su análisis de cómo la infraestructura podría evolucionar para cumplir los objetivos de descarbonización. Es importante enfatizar que las rutas de transporte de hidrógeno y los cronogramas en los mapas no están escritos en piedra. El diseño final y el cronograma de Backbone dependen de las condiciones del mercado para el hidrógeno y el gas natural y la creación de un marco regulatorio estable.
