- ¿Qué es un remolque de hidrógeno?
- ¿Qué tipos de remolques de transporte de hidrógeno existen?
- ¿Qué tipo de tubos y cilindros se utilizan generalmente para los remolques de transporte de hidrógeno?
- ¿Qué hace que el hidrógeno sea difícil de transportar?
- ¿Por qué transportar hidrógeno por carretera en lugar de por tuberías?
- ¿Cuánto hidrógeno puede transportarse con camiones estándar en relación con la compresión del hidrógeno y el tamaño de las bombonas utilizadas?
- ¿Cuáles son las ventajas de maximizar la cantidad de hidrógeno transportado en el remolque?
- ¿Qué medidas se toman para evitar las pérdidas de hidrógeno durante el transporte?
- ¿Qué medidas de seguridad específicas se exigen para los remolques de hidrógeno?
- ¿Qué medidas se toman para que el nivel de pureza del hidrógeno no se degrade en el transporte?
- ¿Qué innovaciones se pueden esperar para reducir los costes de transporte cuando se utilizan remolques de hidrógeno?
- ¿Por qué se utilizan camiones diésel y no camiones eléctricos de pilas de combustible para transportar hidrógeno verde?
- Conclusión: ¡el futuro de la economía del hidrógeno depende del uso generalizado del remolque de transporte de hidrógeno!
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¿Qué es un remolque de hidrógeno?
Un remolque de hidrógeno se refiere más comúnmente a un transporte de hidrógeno líquido criogénico o gaseoso a alta presión utilizado para mover hidrógeno desde el punto de producción hasta el usuario final. Los remolques tubulares de hidrógeno gaseoso utilizan cilindros compuestos de alta presión o cilindros de acero de baja presión para contener y transportar el hidrógeno. Estos remolques constan de varios cilindros conectados entre sí. Los remolques de hidrógeno líquido son un tipo de remolque costoso y especializado que se utiliza para mantener frío el hidrógeno a muy baja temperatura y mitigar la tasa de evaporación.
¿Qué tipos de remolques de transporte de hidrógeno existen?
Los remolques de gas de alta presión más nuevos que utilizan hidrógeno tendrán presiones de llenado que van desde 5075 psig/350 bar hasta 7500 psig/517 bar utilizando cilindros compuestos. Los remolques de hidrógeno gaseoso de estilo más antiguo utilizan cilindros de acero pesados que solo pueden llenarse a 2400 psig/165 bar. Dado que el hidrógeno es un gas comprimible, almacenar y transportar hidrógeno a presiones más altas, como 7500 psig, aumenta la carga útil tres veces (3x) en comparación con los remolques más antiguos y convencionales basados en tubos de acero.
Un remolque de hidrógeno líquido es un remolque especializado con camisa de vacío que se utiliza para almacenar y transportar hidrógeno en forma líquida, la sustancia más fría conocida: -423 °F/-253 °C. Aunque se necesita una cantidad considerable de energía para licuar el hidrógeno, aumenta la cantidad que se puede transportar hasta cuatro veces (4x) en comparación con los remolques de gas de 7500 psig y más de diez veces (10x) en comparación con los remolques de tubos de acero convencionales. Los costosos remolques de hidrógeno líquido se utilizan para transportar hidrógeno a largas distancias y aprovechar las eficiencias logísticas de una mayor carga útil.
En la actualidad, la distribución de hidrógeno se basa principalmente en camiones con remolque de gas comprimido para distancias inferiores a 300 kilómetros. Los remolques de hidrógeno líquido se utilizan a menudo para transportar mayores volúmenes de hidrógeno a distancias más largas. Cada opción tiene ventajas y desventajas, y la opción más económica variará según la geografía, la distancia, la escala y el uso final requerido.
¿Qué tipo de tubos y cilindros se utilizan generalmente para los remolques de transporte de hidrógeno?
Existe una variedad de cilindros de hidrógeno comprimido disponibles para el almacenamiento y el transporte que ofrecen una variedad de tipos de presión. Estos van desde el Tipo I al Tipo V. Cada cilindro permite diferentes rangos de presión y puede venir en varios tamaños. El tipo de cilindro más comúnmente utilizado para un remolque de transporte de hidrógeno es el Tipo III.
¿Por qué es difícil transportar hidrógeno?
Las propiedades únicas del hidrógeno pueden hacer que su transporte en grandes cantidades comerciales a largas distancias sea costoso. El hidrógeno no solo es el elemento más pequeño de la Tierra, sino también el más liviano. Debido a su densidad extremadamente baja, debe presurizarse y entregarse como gas comprimido o licuado para transportarlo a cualquier distancia. También hay consideraciones de seguridad. Con su pequeño tamaño molecular, el hidrógeno puede quebrar los materiales y escapar fácilmente del contenedor. Dado su amplio rango de inflamabilidad, el riesgo de combustión siempre debe ser una consideración.
¿Por qué transportar hidrógeno por carretera en lugar de por tuberías?
Pipelines are already deployed in regions with substantial and large-scale demand for hydrogen. Transporting gaseous hydrogen via existing pipelines is a low-cost option for delivering large volumes of hydrogen. But the high capital cost of new pipeline construction constitutes a major barrier for widespread expansion. In regions where demand is at a smaller scale, or emerging, hydrogen delivery via hydrogen trailer is a more economical option that is faster to deploy. It also offers increased flexibility as the hydrogen demand market continues to evolve. There is a move towards a model of decentralized hydrogen production to serve these growing fleets of fuel cell vehicle and power applications. Cost-effective ‘last-mile’ delivery of this hydrogen will be a critical success factor for this distributed hydrogen production model.
¿Cuánto hidrógeno se puede transportar con camiones estándar en relación con la compresión del hidrógeno y el tamaño de los cilindros utilizados?
Los cilindros de tipo III están fabricados con un revestimiento de aluminio ligero y luego envueltos en una envoltura de compuesto de carbono. Estos proporcionan un peso mucho más ligero que los cilindros de tipo II y pueden proporcionar presiones de 300 bar hasta 700 bar. Los cilindros de tipo IV son cilindros compuestos hechos con fibra de carbono con un revestimiento de polímero y proporcionan presiones de hasta 700 bar. Si bien son los cilindros más livianos disponibles, también son mucho más costosos y menos resistentes a los daños y las fugas. Un remolque de tubo de hidrógeno típico de 450 bar con una longitud de cápsula de 3,3 metros transportaría aproximadamente 153 kilogramos de hidrógeno.
Ejemplo de remolque de hidrógeno
¿Cuáles son las ventajas de maximizar la cantidad de hidrógeno transportado en el remolque?
Para los distribuidores de hidrógeno, la productividad de los conductores es un factor determinante de la rentabilidad. Los operadores de remolques intentan optimizar sus rutas para lograr la mayor utilización posible de los equipos. Esto incluye dar servicio a varios clientes por carga de remolque y minimizar los “retornos en vacío” para rellenar el remolque. Con la enorme escasez actual de conductores de camiones, optimizar la entrega es una consideración primordial.
¿Qué medidas se toman para evitar las pérdidas de hidrógeno durante el transporte?
Como resultado de su revestimiento no permeable, los cilindros de Tipo I, II y Tipo III, aparte de la válvula en los cilindros, no requieren medidas especiales para evitar la pérdida de hidrógeno, lo que esencialmente permite que el hidrógeno se almacene de manera segura durante un período de tiempo indefinido. Los medios de transporte basados en cilindros de plástico Tipo IV permiten una lenta permeación del hidrógeno a través del revestimiento de plástico interno. No se conocen medidas para evitar que esto ocurra. A pesar de las costosas camisas de vacío que puede tener un transporte de hidrógeno líquido, el calor es absorbido invariablemente por el hidrógeno líquido ultrafrío, lo que hace que se vaporice a la atmósfera. Las tasas de fuga del transporte de hidrógeno líquido oscilarán entre aproximadamente el 1% y el 2% por día. No hay forma de mitigar esto más que minimizar el tiempo que el hidrógeno líquido permanece en el transporte.
¿Qué medidas de seguridad específicas requieren los remolques de hidrógeno?
En los Estados Unidos, los remolques de hidrógeno están regulados por el Departamento de Transporte de los Estados Unidos (DOT), que ha codificado normativas específicas que rigen los remolques de gas a alta presión y los remolques de gas líquido criogénico, que se encuentran en la Parte 49CFR del Registro Federal. Los departamentos de bomberos y planificación son cada vez más conscientes de que muchas empresas utilizan el transporte de hidrógeno in situ. En estos casos, los bomberos y los reguladores locales solicitan que los transportes de hidrógeno cumplan con la norma NFPA2 mientras los remolques estén estacionados y se utilicen durante cualquier período prolongado.
¿Qué medidas se toman para que el nivel de pureza del hidrógeno no se degrade en el transporte?
Como resultado de su revestimiento no permeable, los cilindros de Tipo I, II y Tipo III, aparte de la válvula en los cilindros, no requieren medidas especiales para evitar la pérdida de hidrógeno, lo que esencialmente permite que el hidrógeno se almacene de manera segura durante un período de tiempo indefinido. Los medios de transporte basados en cilindros de plástico Tipo IV permiten una lenta permeación del hidrógeno a través del revestimiento de plástico interno. No se conocen medidas para evitar que esto ocurra. A pesar de las costosas camisas de vacío que puede tener un transporte de hidrógeno líquido, el calor es absorbido invariablemente por el hidrógeno líquido ultrafrío, lo que hace que se vaporice a la atmósfera. Las tasas de fuga del transporte de hidrógeno líquido oscilarán entre aproximadamente el 1% y el 2% por día. No hay forma de mitigar esto más que minimizar el tiempo que el hidrógeno líquido permanece en el transporte.
¿Qué innovaciones pueden reducir los costes de transporte cuando se utilizan remolques de hidrógeno?
En cuanto a los remolques de alta presión, ya están muy optimizados en cuanto a capacidad y costes, al tiempo que cumplen las distintas normativas. Las áreas de posibles reducciones de costes serían unos requisitos de carga G más bajos para las estructuras de soporte de los cilindros y métodos para reducir el grosor de las camisas metálicas de Tipo III para ahorrar peso y costes.
¿Por qué se utilizan camiones diésel y no camiones eléctricos de pilas de combustible para transportar hidrógeno verde?
Un aspecto importante a tener en cuenta es cómo transportar hidrógeno por carretera sin anular en el proceso muchos de los beneficios del combustible en cuanto a reducción de emisiones. La creación de centros de hidrógeno, o agrupaciones regionales de oferta y demanda de hidrógeno, minimizará las distancias de transporte y reducirá las emisiones generadas por el transporte con camiones diésel. Como indica la pregunta, tirar del remolque con un camión de emisiones cero es la solución definitiva. En el momento de escribir estas líneas, la disponibilidad de semirremolques eléctricos de pila de combustible de clase 8 listos para su comercialización es extremadamente limitada. Sin embargo, se espera que esta situación cambie en los próximos dos o tres años. El principal obstáculo para el uso de camiones eléctricos de pila de combustible será su elevado coste en comparación con los camiones diésel, que hoy en día es entre 3 y 4 veces superior, y la falta de una infraestructura de repostaje de FCEV de tamaño comercial. Con el tiempo, los costes de capital deberían disminuir, y la disponibilidad de estaciones de hidrógeno capaces de soportar vehículos comerciales aumentará.
Conclusión: el futuro de la economía del hidrógeno depende del uso generalizado del remolque de transporte de hidrógeno
La logística es un factor clave en el crecimiento de la economía del hidrógeno. El remolque de hidrógeno desempeña un papel fundamental en la implementación de conceptos logísticos sólidos y rentables para construir un futuro centrado en el hidrógeno para el transporte y la industria.
A medida que la adopción generalizada del hidrógeno despegue, veremos cómo evolucionan los remolques de transporte de hidrógeno, que pasarán de los remolques de hidrógeno convencionales con tubos de acero a diseños de remolques de hidrógeno a gas comprimido más modernos y de mayor capacidad. A medida que la producción se vuelva más común y esté más cerca del punto de uso, los remolques de hidrógeno a gas comprimido serán la solución ideal para el transporte económico de hidrógeno en el transporte de corta y larga distancia, incluso por encima de los remolques de hidrógeno líquido. Al actuar como un sistema de transporte seguro y de tuberías virtuales, seguramente se convertirán en una imagen familiar en nuestras carreteras pronto.
Contenido aportado por BayoTech
BayoTech es una empresa innovadora en soluciones de hidrógeno y está comprometida con la satisfacción de las necesidades mundiales de hidrógeno fiable, rentable y con bajas emisiones de carbono. BayoTech ubica la producción de hidrógeno cerca de la demanda y lo distribuye a los consumidores cercanos a través de equipos de transporte y almacenamiento de gas a alta presión. Los clientes están acelerando la descarbonización de sus sistemas de energía y transporte mediante el suministro de unidades de producción de hidrógeno, moléculas, venta y alquiler de equipos y soluciones energéticas de cero emisiones por parte de BayoTech.
Última actualización: 15.1.2023