- ¿Qué es una estación de repostaje de hidrógeno?
- ¿Qué papel desempeñan los surtidores de hidrógeno en las soluciones de repostaje de hidrógeno y cómo funcionan?
- ¿Qué tipos de vehículos repostarían en una estación de repostaje de hidrógeno?
- ¿Cómo llega el hidrógeno a un emplazamiento y cómo se almacena?
- ¿Cómo contribuyen los compresores de hidrógeno a la eficiencia de los sistemas de repostaje de hidrógeno y cuáles son sus principales características?
- Indique y explique los principales retos a los que se enfrenta el desarrollo de una infraestructura de repostaje de hidrógeno y cómo se están abordando.
- ¿Dónde se ubican las estaciones de repostaje de hidrógeno y cuántas son necesarias para satisfacer las necesidades de los conductores?
- ¿Cómo se comparan las soluciones de repostaje de hidrógeno con las de los motores de combustión interna tradicionales y con las de los vehículos eléctricos en términos de eficiencia e impacto medioambiental?
- ¿Qué papel desempeñan la automatización y la supervisión a distancia para garantizar la fiabilidad y disponibilidad de las estaciones de repostaje de hidrógeno?
- Describa los aspectos reglamentarios y de normalización relacionados con las soluciones de repostaje de hidrógeno y cómo afectan al sector.
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¿Qué comprende una estación de repostaje de hidrógeno (HRS)?
Una estación de repostaje de hidrógeno suele incluir lo siguiente:
- Almacenamiento: Cilindros de almacenamiento de alta presión sobre el suelo. Disponibles en 500 bar o 1000 bar, y en múltiplos en función del rendimiento del emplazamiento.
- Compresión: Se utiliza para tomar gas hidrógeno a baja presión, comprimirlo a altas presiones y dispensarlo en vehículos impulsados por hidrógeno.
- Panel de gestión del gas: El panel de gestión del gas controla la interfaz entre los componentes del sistema y controla el flujo de gas a través de la estación.
- Enfriador: El enfriador enfría el gas directa o indirectamente a través de un intercambiador de calor para prepararlo para su suministro seguro a los vehículos.
- Surtidor: Los surtidores suministran hidrógeno a los vehículos a 350 o 700 bares e incluyen una interfaz fácil de usar para que la experiencia de repostaje resulte familiar.
¿Qué papel desempeñan los dispensadores de hidrógeno en las soluciones de repostaje de hidrógeno y cómo funcionan?
- Los dispensadores de hidrógeno son un componente crucial en las soluciones de reabastecimiento de hidrógeno, ya que funcionan como interfaz de usuario directa entre la fuente de hidrógeno y un vehículo propulsado por hidrógeno.
- Los dispensadores de H2 están diseñados para suministrar gas hidrógeno de forma segura y eficiente a los tanques de almacenamiento del vehículo. El proceso es una experiencia familiar y no muy diferente a llenar un automóvil con gasolina o diésel.
¿Qué tipos de vehículos repostaban en una estación de repostaje de hidrógeno?
En principio, cualquier vehículo propulsado por hidrógeno podría repostar en una hidrogenera. El tipo más común de vehículos propulsados por hidrógeno son los vehículos eléctricos de pila de combustible o «FCEV», aunque también estamos viendo cómo la tecnología de combustión de hidrógeno entra en el mercado.
El hidrógeno es especialmente adecuado para aplicaciones de servicio pesado, como camiones, autobuses, trenes y barcos, debido a su impresionante relación energía-peso. Su alta densidad energética permite un almacenamiento eficiente de la energía, lo que permite a estos vehículos cubrir largas distancias sin un aumento sustancial de peso.
Ejemplo: Solución de repostaje de hidrógeno
¿Cómo llega el hidrógeno a un sitio y cómo se almacena?
El hidrógeno gaseoso se puede producir en el lugar mediante electrólisis o reformación de metano con vapor (SMR). También se puede entregar en un sitio y puede llegar en estado líquido o gaseoso.
El hidrógeno se convierte en líquido a temperaturas muy bajas (-253 °C/-423 °F) y se almacena en tanques criogénicos para mantener las temperaturas frías necesarias para su estado líquido. El hidrógeno líquido ocupa menos espacio que el hidrógeno gaseoso, lo que lo hace adecuado para transportar y almacenar grandes cantidades, especialmente en aplicaciones de espacio limitado y transporte de larga distancia. El hidrógeno líquido se entrega a los sitios a través de camiones cisterna criogénicos y se vaporiza en el sitio para proporcionar hidrógeno gaseoso para el abastecimiento.
El hidrógeno gaseoso se transporta a las estaciones a través de remolques de tubos. Los tubos de hidrógeno son grandes cilindros de alta presión que contienen hidrógeno a una presión muy alta (200-550 Bar) para maximizar la cantidad de hidrógeno almacenado en ellos. Los tubos están diseñados para soportar altas presiones y a menudo están equipados con características de seguridad como dispositivos de alivio de presión y discos de ruptura para garantizar un funcionamiento seguro.
¿Cómo contribuyen los compresores de hidrógeno a la eficiencia de los sistemas de repostaje de hidrógeno y cuáles son sus características clave?
Los compresores de hidrógeno desempeñan un papel fundamental en la mejora de la eficiencia de los sistemas de reabastecimiento de hidrógeno. Lo consiguen comprimiendo el gas hidrógeno a altas presiones, un paso crucial para un almacenamiento y transporte eficientes. El proceso de compresión reduce el volumen que ocupa el hidrógeno, lo que permite almacenar mayores cantidades en un espacio limitado. Además, la mayor presión que facilitan estos compresores garantiza un reabastecimiento rápido y eficiente, lo que mejora la experiencia general del usuario. Para garantizar un funcionamiento seguro, los compresores están equipados con funciones de seguridad, como válvulas de alivio de presión y sistemas de detección de fugas.
Los compresores deben estar equipados con sistemas de control avanzados que controlen y regulen la presión y la temperatura, lo que garantiza tanto la seguridad como la eficiencia en su funcionamiento. Los compresores deben presentar un diseño sin aceite, resistente a la abrasión y sin fugas. El sistema hidráulico está diseñado por expertos para lograr eficiencia, lo que prolonga la vida útil. Estas funciones también deben ser accesibles en tiempo real a través de la monitorización remota, lo que conduce a un tiempo de actividad máximo y un rendimiento óptimo.
Indique y explique los principales desafíos en el desarrollo de una infraestructura de repostaje de hidrógeno, y cómo se están abordando?
¿Dónde están ubicadas las estaciones de repostaje de hidrógeno y cuántas estaciones de hidrógeno son necesarias para satisfacer las necesidades de los conductores?
- Existe una gran variedad de sitios web y bases de datos que realizan un seguimiento de las estaciones de hidrógeno existentes y futuras, por ejemplo, https://www.h2stations.org/.
- El número exacto de estaciones necesarias depende de varios factores, como la distancia entre estaciones, la autonomía de conducción de los vehículos de hidrógeno y la demanda global de hidrógeno como combustible. Las estaciones de hidrógeno tendrán que situarse estratégicamente a lo largo de las rutas de camiones por las zonas periféricas. Los vehículos pesados impulsados por hidrógeno pueden recorrer hasta 500 km con un depósito, pero las estaciones deben situarse en los lugares adecuados.
¿Cómo se comparan las soluciones de repostaje de hidrógeno con el repostaje/carga tradicional de motores de combustión interna (ICE) y vehículos eléctricos en términos de eficiencia e impacto medioambiental?
- Los vehículos propulsados por hidrógeno tienen la ventaja única de emitir únicamente vapor de agua, lo que da como resultado cero emisiones por el tubo de escape. Este beneficio ecológico puede convertirlos en una solución mucho más ecológica, especialmente cuando el hidrógeno utilizado se produce a partir de fuentes de energía renovables. Cuando el hidrógeno se produce a partir de fuentes de energía no renovables, aún hay cantidades variables de emisiones de gases de efecto invernadero involucradas en el proceso de producción de hidrógeno, según la fuente de energía.
- Los vehículos con motor de combustión interna emiten gases de efecto invernadero y contaminantes que contribuyen a la degradación de la calidad del aire y al cambio climático.
- Los vehículos eléctricos (VE) no producen emisiones por el tubo de escape, pero, al igual que el hidrógeno, su impacto ambiental está influenciado por la fuente de electricidad. Si la electricidad se deriva de combustibles fósiles, aún hay emisiones de gases de efecto invernadero involucradas. Además, existen preocupaciones ambientales relacionadas con el proceso de alto consumo de energía de la producción de baterías de iones de litio y la minería de metales raros asociados con los VE.
¿Qué papel desempeñan la automatización y la monitorización remota a la hora de garantizar la fiabilidad y disponibilidad de las estaciones de repostaje de hidrógeno?
La automatización y el control remoto mejoran la confiabilidad y disponibilidad de las estaciones de servicio de hidrógeno al permitir el control en tiempo real, el mantenimiento predictivo y el diagnóstico remoto, lo que da como resultado un funcionamiento optimizado, una respuesta inmediata a los problemas y una mayor seguridad. Este nivel de datos en tiempo real proporciona un mayor tiempo de funcionamiento y garantiza una experiencia de usuario perfecta.
Describir los aspectos regulatorios y de normalización relacionados con las soluciones de repostaje de hidrógeno y cómo impactan en la industria.
a.) Las regulaciones y la estandarización desempeñan un papel crucial para garantizar una infraestructura de hidrógeno segura y confiable. Promueven la seguridad y el crecimiento sostenible de la industria del abastecimiento de hidrógeno, al mismo tiempo que promueven la innovación e infunden confianza en los consumidores para impulsar la adopción del hidrógeno como una fuente de energía limpia y sostenible.
b.) SAE J2601 y SAE J2601-2 son estándares desarrollados por la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) que definen los procedimientos y las pautas para el abastecimiento seguro de combustible de vehículos impulsados por hidrógeno. Estos estándares promueven la coherencia y la confiabilidad del abastecimiento de combustible de hidrógeno:
SAE J2601: protocolos estándar para el abastecimiento de combustible de automóviles y camiones ligeros de pasajeros impulsados por hidrógeno.
SAE J2601-2: protocolos estándar para el abastecimiento de combustible de vehículos medianos y pesados impulsados por hidrógeno, como autobuses y camiones. Esto se agregó como una extensión de SAE J2601 para incluir mayores caudales y mayores capacidades de abastecimiento de combustible. c.) La Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) en los Estados Unidos y la Comisión Europea en Europa establecen códigos y normas obligatorios para garantizar el diseño, la construcción y el funcionamiento seguros de las estaciones de servicio de hidrógeno.
Contenido aportado por Gilbarco Veeder Root
Con 150 años de experiencia y alcance global, Gilbarco Veeder-Root es un proveedor de soluciones innovadoras de reabastecimiento de combustible que abarcan una variedad de combustibles tradicionales y alternativos, tanto para aplicaciones públicas como privadas. El nuevo conjunto de tecnologías de estaciones de hidrógeno de Gilbarco Veeder-Root se basa en su legado de tecnología de dispensación diseñada por expertos, respaldada por más de 30 años de experiencia en gases comprimidos en su unidad con sede en Wisconsin, ANGI Energy Systems. Gilbarco Veeder-Root puede satisfacer todas sus necesidades de estaciones de hidrógeno, desde un solo dispensador hasta una estación de reabastecimiento completa; comuníquese con nosotros hoy mismo para una conversación sin compromiso sobre sus requisitos.
Última actualización: 06.12.2023