- El combustible de hidrógeno
- Densidad energética y licuefacción del hidrógeno
- Almacenamiento del combustible hidrógeno
- ¿Cómo se fabrica el combustible de hidrógeno?
- Produccion de combustible de hidrogeno
- Combustible de hidrógeno verde
- Hidrógeno a nivel mundial
- ¿Cuánto cuesta el combustible de hidrógeno?
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El combustible de hidrógeno
El combustible de hidrógeno tiene el potencial de ser una fuente de energía limpia, eficiente y flexible con una amplia gama de aplicaciones. El hidrógeno puede utilizarse como combustible en vehículos de pila de combustible, generadores portátiles y sistemas de energía estacionarios, y también como materia prima para la producción de productos químicos y materiales.
Una de las principales ventajas del combustible de hidrógeno es que sólo produce agua cuando se quema, lo que lo convierte en una fuente de energía limpia y respetuosa con el medio ambiente. Además, el combustible de hidrógeno tiene una alta densidad energética, lo que significa que puede almacenar una gran cantidad de energía en un pequeño volumen. Esto lo hace idóneo para su uso en aplicaciones portátiles y móviles, como los vehículos de pila de combustible.
Densidad energética y licuefacción del hidrógeno
La densidad energética de un combustible se refiere a la cantidad de energía que se puede almacenar en un volumen determinado. El hidrógeno como combustible tiene una densidad energética relativamente baja en comparación con otros combustibles fósiles, como el petróleo y el gas natural.
Sin embargo, el combustible de hidrógeno tiene una energía específica alta, que es la cantidad de energía por unidad de peso. Esto significa que puede almacenar mucha energía en un peso pequeño, lo que hace que el hidrógeno como combustible sea adecuado para su uso en aplicaciones portátiles y móviles.
El gas hidrógeno se puede licuar a bajas temperaturas, alrededor de -253 °C (-423 °F). Este proceso, llamado licuefacción criogénica, permite almacenar y transportar el hidrógeno en forma líquida, lo que puede ser más conveniente y eficiente que almacenarlo y transportarlo como gas.
Almacenamiento de combustible de hidrógeno
Existen varias formas de almacenar el hidrógeno como combustible tanto para aplicaciones de movilidad como estacionarias. Algunos de los principales métodos son:
- Gas hidrógeno comprimido: el gas hidrógeno se puede almacenar en tanques o cilindros de alta presión, similares a los tanques de propano. Este es un método común de almacenamiento de hidrógeno en vehículos de celdas de combustible.
- Hidrógeno líquido: como se mencionó anteriormente, el hidrógeno se puede licuar a bajas temperaturas y almacenar en tanques criogénicos. Este es un método más eficiente de almacenamiento de hidrógeno, ya que ocupa menos volumen que el gas. Sin embargo, requiere equipo especializado y aislamiento para mantener la baja temperatura.
- Hidrógeno en sólidos: el hidrógeno se puede almacenar en sólidos, como hidruros metálicos o nanotubos de carbono, a temperatura ambiente. Este método tiene el potencial de ser muy eficiente, pero aún se encuentra en las primeras etapas de desarrollo.
Ejemplo – Tanque criogénico para combustible de hidrógeno
¿Cómo se fabrica el combustible de hidrógeno?
La forma en que se produce el combustible de hidrógeno influye en el costo de producción, así como en el impacto ambiental general o en los beneficios. A continuación se enumeran los principales métodos establecidos para producir combustible de hidrógeno.
Producción de combustible de hidrógeno
- Reformado de metano con vapor: este es el método más común para producir hidrógeno y consiste en hacer reaccionar metano (gas natural) con vapor para producir hidrógeno y dióxido de carbono.
- Gasificación de carbón: este método consiste en hacer reaccionar carbón con vapor y oxígeno para producir hidrógeno y otros subproductos.
- Electrólisis: la electrólisis es un proceso que utiliza electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Este proceso puede funcionar con fuentes de energía renovables, como la solar o la eólica, para producir hidrógeno verde.
- Gasificación de biomasa: este método consiste en hacer reaccionar biomasa, como madera o desechos agrícolas, con vapor y oxígeno para producir hidrógeno y otros subproductos.
Combustible de hidrógeno verde
El hidrógeno verde es un combustible de hidrógeno que se produce a partir de fuentes de energía renovables, como la solar o la eólica. Este proceso, llamado electrólisis, utiliza electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno.
El hidrógeno verde tiene las mismas propiedades químicas que el hidrógeno producido a partir de combustibles fósiles, pero se considera una opción más limpia y sostenible porque no produce gases de efecto invernadero durante su producción.
Taxonomía del hidrógeno verde
Actualmente no existe una taxonomía oficial y ampliamente aceptada para el hidrógeno verde. Sin embargo, hay varias organizaciones e iniciativas que están trabajando para establecer normas y definiciones para el hidrógeno verde.
Por ejemplo, la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) ha desarrollado un conjunto de directrices para la clasificación del hidrógeno renovable, que define el combustible de hidrógeno verde como el combustible de hidrógeno producido a partir de electricidad renovable a través de la electrólisis del agua.
Hidrógeno en el mundo
Hay varios países en todo el mundo que están desarrollando activamente tecnologías e infraestructuras de hidrógeno. Algunos de los países que actualmente están a la cabeza en el desarrollo del hidrógeno son:
- Japón ha sido pionero en la energía del hidrógeno, con un fuerte enfoque en el hidrógeno para vehículos de pila de combustible y sistemas de energía estacionarios. El país ha establecido una infraestructura integral de hidrógeno, que incluye redes de producción, transporte y distribución de hidrógeno.
- Alemania también ha sido líder en energía de hidrógeno, con un enfoque en la producción de hidrógeno a partir de fuentes de energía renovables y el desarrollo de vehículos de pila de combustible.
- Corea del Sur tiene un fuerte enfoque en la energía del hidrógeno, particularmente en las áreas de vehículos de pila de combustible y sistemas de energía estacionarios. El país ha establecido una hoja de ruta integral del hidrógeno y está invirtiendo fuertemente en investigación y desarrollo.
- China también está desarrollando activamente tecnologías e infraestructura de hidrógeno. En los últimos años, China ha realizado importantes inversiones en investigación y desarrollo de hidrógeno, con un enfoque en vehículos de pila de combustible, sistemas de energía estacionarios y producción de hidrógeno. China ha establecido una serie de iniciativas y programas para apoyar el desarrollo de tecnologías de hidrógeno, incluido el "Plan Estratégico Nacional de Hidrógeno y Pilas de Combustible", que describe los objetivos y estrategias del país para el desarrollo de una economía del hidrógeno. China tiene una serie de empresas e instituciones de investigación que participan activamente en la investigación y el desarrollo del hidrógeno, y el país alberga algunas de las instalaciones de producción de hidrógeno más grandes del mundo. Además, China cuenta con una red cada vez mayor de estaciones de reabastecimiento de hidrógeno y está trabajando para ampliar su infraestructura de hidrógeno.
- Estados Unidos tiene una creciente industria del hidrógeno, con un enfoque en vehículos de celdas de combustible y sistemas de energía estacionarios. El país cuenta con una serie de iniciativas y programas en marcha para apoyar el desarrollo de tecnologías de hidrógeno.
Estos son sólo algunos ejemplos, y muchos otros países de todo el mundo también están desarrollando activamente tecnologías e infraestructuras de hidrógeno.
¿Cuánto cuesta el combustible de hidrógeno?
El coste neto del combustible de hidrógeno se ve afectado por el método de producción y la disponibilidad de fuentes primarias de energía. El precio real del combustible de hidrógeno “en el surtidor” no solo se verá afectado por el coste de producción, sino también por la demanda del mercado y el entorno competitivo. Por supuesto, la oferta y la demanda de combustible de hidrógeno deben ponerse en perspectiva con respecto a otros combustibles disponibles en el mercado. Durante un período de transición de introducción en el mercado de la movilidad, el coste del combustible de hidrógeno por galón o litro probablemente también se verá afectado por los subsidios gubernamentales y los incentivos fiscales.
Última actualización: 20.01.2023