Hidrógeno

Hidrógeno vs. Electrones: el dilema de la infraestructura energética

Los expertos del Oxford Institute consideran que reutilizar la infraestructura de gas natural para el transporte de hidrógeno no es universalmente factible

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El sector energético está atravesando actualmente una transición de los combustibles fósiles tradicionales hacia fuentes más sostenibles, con el objetivo de lograr la descarbonización definitiva.

El último estudio del Oxford Institute for Energy Studies, llamado Hydrogen pipelines vs. HVDC lines: Should we transfer green molecules or electrons?, ha examinado líneas de transmisión de corriente continua de alto voltaje (HVDC), un método para transportar electrones verdes a largas distancias, y las ha comparado con tuberías de hidrógeno, consideradas por muchos como esenciales para transportar moléculas verdes a través de regiones.

Si bien ambas tecnologías pueden transferir cantidades sustanciales de energía verde a largas distancias, a menudo se las presenta como competidores que luchan por una financiación limitada para la descarbonización. Sin embargo, ambos sistemas tienen ventajas y desafíos únicos que han dejado a los expertos y planificadores energéticos en una encrucijada al tratar de determinar cuál es la mejor opción.

Diferencias

Una de las principales diferencias entre estos dos métodos de transporte de energía es la capacidad. Los gasoductos de hidrógeno generalmente superan a las líneas HVDC en términos de capacidad para transportar grandes volúmenes de energía. Sin embargo, existe un problema clave: la mayoría de los gasoductos de hidrógeno proyectados son considerablemente más cortos que las líneas HVDC típicas, que a menudo se utilizan para la transferencia de energía a larga distancia, incluso entre continentes.

Los defensores de los gasoductos de hidrógeno argumentan que la expansión de esta infraestructura podría hacer que sean la opción preferida en términos de capacidad, aprovechando las similitudes físicas entre el hidrógeno y el gas natural, lo que podría generar ahorros de costos significativos.

Sin embargo, reutilizar la infraestructura de gas natural para el transporte de hidrógeno no es universalmente factible. El hidrógeno tiene características únicas que requieren modificaciones materiales en todo el gasoducto. Las moléculas de hidrógeno son mucho más pequeñas que las del gas natural, lo que plantea riesgos de fugas y fragilización. Además, la compresión del hidrógeno requiere más energía que la del gas natural, lo que implica costos adicionales. Estos desafíos pueden hacer que los proyectos de gasoductos de hidrógeno sean menos atractivos en comparación con las líneas HVDC.

A pesar de estos desafíos, existen soluciones técnicas para la mayoría de los casos, lo que hace técnicamente viable la reutilización de la infraestructura de gas natural y la construcción de infraestructura de hidrógeno. Sin embargo, la eficiencia de la producción de hidrógeno verde y su posterior transporte plantea otro desafío. Cuando el hidrógeno se produce en parques eólicos marinos y se entrega a través de gasoductos, las pérdidas de energía derivadas del proceso de conversión de energía en hidrógeno pueden alcanzar aproximadamente el 40%.

Por otro lado, las líneas HVDC no son siempre adecuadas para la transmisión de energía verde a larga distancia y a gran escala. Los gasoductos de hidrógeno generalmente se consideran más rentables, especialmente cuando tanto la capacidad de generación de hidrógeno como la capacidad de transferencia de los ductos son altas. El flujo estable de hidrógeno y los grandes volúmenes mejoran el atractivo económico de los proyectos de gasoductos. Sin embargo, fuentes de energía renovable intermitente como la eólica y la solar pueden no generar suficiente hidrógeno verde de manera constante, lo que plantea desafíos para los gasoductos de hidrógeno. En tales casos, el almacenamiento de hidrógeno y la mezcla de hidrógeno verde con otros tipos de hidrógeno pueden estabilizar el flujo.

Investigación

Es importante tener en cuenta que la mayoría de las comparaciones entre estas dos tecnologías se basan en suposiciones y modelos, ya que los gasoductos de hidrógeno son menos comunes que los gasoductos de gas natural. Por lo tanto, se necesita más investigación a medida que se desarrolla la infraestructura global de gasoductos de hidrógeno.

En un contexto más amplio, lo expertos concluyen que "es fundamental no ver estas tecnologías y proyectos como competidores, sino como elementos complementarios que pueden coexistir en un sistema energético complejo". La elección entre gasoductos de hidrógeno y líneas HVDC dependerá de factores como la disponibilidad de la infraestructura existente, la adaptabilidad a nuevos componentes, la evaluación de riesgos, la madurez del mercado y la aceptación social.

Es posible que lleguemos a necesitar una infraestructura energética capaz de albergar tanto moléculas verdes como electrones. La elección de la tecnología dependerá de las necesidades específicas de cada región y del compromiso con un futuro más sostenible.

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Un comentario

  • TRKuwait

    08/11/2023

    Ahora se está pretendiendo descarbonizar todo con H2 y el planteamiento que se suele hacer es: Montamos plantas generadoras de electricidad renovable, a su lado montamos electrolizadores y generamos H2, y a continuación metemos el H2 en una tubería y lo mandamos a 1000 km de distancia... esto es absurdo tenemos unas enormes pérdidas de energía, es más eficiente enviar la electricidad a 1000 km por un cable HVDC (alto voltaje corriente continua) para alimentar los electrolizadores, que deben estar cerca del punto de consumo de H2.
    Otro ejemplo de ineficiencia es la descarbonización de la industria del azulejo: instalamos eólica o solar para generar la electricidad que alimenta a los electrolizadores y el H2 generado lo usamos como combustible en el horno de azulejos... esto es una barbaridad, vamos a recuperar solo un 20% de la energía consumida en generar el H2, lo que tienen que hacer es poner un horno eléctrico para cocer los azulejos.
    Un tercer ejemplo, la fabricación de NH3, como en los casos anteriores montamos las eólicas y solares, con la electricidad verde hacemos H2 que va a servir como combustible y materia prima en una planta de NH3 a la que hay que añadir una planta de fraccionamiento de aire para obtener el N2 necesario para la reacción. La alternativa eficaz es usar la electricidad renovable como "combustible" de un horno eléctrico de Reformado Catalítico, y como materia prima Gas Natural, ya que en los procesos actuales de NH3 se recupera todo el CO2 en las torres de absorción de Carsol o Aminas de un modo eficiente y económico.

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