Actualmente, se están desarrollando turbinas de amoníaco directo que utilizan hidrógeno como acelerador para mejorar la combustión.
El hidrógeno tiene el potencial de descarbonizar una amplia gama de industrias pesadas, incluidas la energía, los productos químicos, el acero y el cemento, lo que significa que la demanda será enorme. En su escenario de emisiones netas cero, la AIE espera que la demanda se multiplique por cinco entre 2020 y 2050. Sin embargo, existen algunas limitaciones importantes que superar para que el hidrógeno sea competitivo.
El primer desafío es producir suficiente suministro de hidrógeno renovable “verde”; el siguiente es poder almacenarlo en grandes cantidades; y luego establecer la infraestructura necesaria para comercializar y transportar hidrógeno. Aquí es donde entra en juego el amoníaco. Compuesta por un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno, la molécula de amoníaco (NH3) tiene el potencial de respaldar la economía de combustible de hidrógeno en los tres dominios, asegura Collin Hamilton es director de operaciones y director de ingeniería de Verano Energy.
Hacer que el hidrógeno sea competitivo
Hoy en día, la mayor parte del hidrógeno se produce a partir de combustibles fósiles a través del reformado de metano con vapor, lo que genera 830 Mt de emisiones anuales de CO2. El hidrógeno “verde” libre de carbono se produce utilizando electrolizadores para dividir las moléculas de agua para separar el hidrógeno del oxígeno. Es un proceso costoso y que consume mucha energía, pero cuando la energía utilizada proviene de fuentes renovables, hidráulica, eólica o solar, proporciona un portador de energía versátil y libre de fósiles.
¿Cómo se puede hacer que el hidrógeno sea más competitivo? En primer lugar, mediante el uso de fuentes ricas en energía renovable, como la energía solar fotovoltaica en Chile, Arabia Saudita y Australia, donde la producción será extremadamente competitiva. Y en segundo lugar, aumentando la producción de energía renovable y desplegando electrolizadores para producir hidrógeno con energía renovable “en exceso” o “reducida”. En otras palabras, permitirá que un mayor porcentaje de energía renovable ingrese al mercado al reducir la restricción renovable.
Reducir la restricción de energía renovable
La intermitencia de las energías renovables hace que haya periodos de muy alta producción energética que no se corresponden con la demanda. El suministro de energías renovables, particularmente la solar, se vuelve tan alto que la cantidad de electricidad generada amenaza con abrumar la capacidad de la red. Aunque se están desarrollando sistemas de almacenamiento de energía en baterías, aún no son capaces de capturar y almacenar esta cantidad de energía en exceso. El resultado es la reducción. Aquí es donde los operadores de la red cierran el acceso a la red o adoptan mecanismos de fijación de precios para generar precios negativos para reducir la producción. Algunas estimaciones sitúan la reducción de energía renovable hasta en un 20% de la capacidad.
En lugar de reducir el exceso de energía renovable, la solución sería utilizar este exceso para producir hidrógeno verde. Al instalar electrolizadores en las principales subestaciones que están conectadas a plantas renovables, la producción de hidrógeno verde puede actuar como un equilibrio de carga. Sería competitivo en costos, porque de lo contrario la energía renovable se desperdiciaría, y permite que se pague a los operadores renovables por cada megavatio hora que producen. No se pierde energía.
De esta forma, la producción de hidrógeno verde incentivaría un mayor crecimiento de las energías renovables. Sin embargo, no debe restar valor a la disponibilidad de electricidad para otros usos esenciales y más efectivos; debe ser adicional. La transición al hidrógeno verde y la aceleración de la generación de energía renovable deben trabajar juntas.
El hidrógeno también podría desempeñar un papel complementario útil para las soluciones actuales de almacenamiento de energía. Las baterías son una forma rentable de almacenar energía diariamente o potencialmente semanalmente, pero debido a que la reducción suele ser estacional, nunca será rentable almacenar energía para 6 meses en las baterías, al menos las que sabemos que existen. Este Dia. Si la energía renovable va a reemplazar a los combustibles fósiles, necesitaremos almacenamiento estacional o incluso anual, así como comercio internacional de energía renovable. Las moléculas verdes son perfectas para esto.
El amoníaco verde como facilitador clave de la revolución del hidrógeno
Si bien la mayor parte del hidrógeno producido se alimentará a las tuberías existentes y se comercializará a nivel regional, algunas regiones, como América Latina, Medio Oriente y el norte de África, tienen el potencial de producir más hidrógeno limpio del necesario. Otras regiones como Japón, Corea o Hawái tendrán fuentes renovables insuficientes y necesitarán importar hidrógeno.
Pero el transporte de hidrógeno a larga distancia no es eficiente y tiene mucho sentido económico. el transporte de hidrógeno en grandes cantidades de un continente a otro requeriría toda una nueva infraestructura de licuefacción y distribución de puertos, terminales y almacenamiento. Aquí es donde el amoníaco proporciona una solución competitiva.
Un informe publicado por IRENA estima que más de la mitad del comercio mundial de hidrógeno será en forma de amoníaco. Esto se debe a que el hidrógeno se licua a -252°C. Es extremadamente reactivo y requiere materiales específicos resistentes a la corrosión, lo que hace que el almacenamiento y el transporte sean excesivamente costosos. El amoníaco, por otro lado, se puede condensar a líquido a -33 °C, lo que facilita mucho su almacenamiento y transporte. La infraestructura ya existe, con terminales en 120 puertos de todo el mundo.
Además, la tecnología de proceso para condensar hidrógeno y transformarlo en amoníaco tiene una tasa de eficiencia muy alta. La instalación de crackers de amoníaco junto a los centros de producción y consumo de hidrógeno verde apoyará el desarrollo de una economía de combustible de hidrógeno. Estas galletas aún no están comúnmente disponibles, pero su eficiencia teórica es alta. Se deben hacer esfuerzos para desarrollarlos rápidamente a escala.
El almacenamiento de energía es otro beneficio, cuya relevancia ha sido destacada en la crisis energética provocada por la guerra en Ucrania. El amoníaco se puede almacenar durante el tiempo que sea necesario, proporcionando una importante reserva de seguridad energética. Los tanques de almacenamiento grandes y económicos eliminan la necesidad de alinear estrechamente la producción y el consumo.
La investigación y el desarrollo continuos abren usos adicionales para el amoníaco. Además de su papel como portador de hidrógeno, el amoníaco también se puede utilizar como combustible, especialmente para el transporte marítimo. Aunque es menos inflamable, la densidad energética del amoniaco es 1,5 veces superior a la del hidrógeno líquido. Se están realizando esfuerzos de colaboración para desarrollar una tecnología de motores marinos segura, fiable y respetuosa con el medio ambiente. Un consorcio europeo tiene como objetivo tener un buque de cero emisiones que funcione con combustible de amoníaco para 2025.
La generación de energía ofrece otra aplicación, donde el amoníaco podría usarse como combustible para reemplazar el carbón, el fuel oil pesado o el diesel. Es cierto que esta no es la forma más eficiente de usar amoníaco e hidrógeno. La única razón válida por la que haríamos esto es para acelerar la adopción del hidrógeno verde y aprovechar la infraestructura existente. Japón está buscando desarrollar una central eléctrica alimentada con carbón y amoníaco.
Actualmente se están desarrollando turbinas de amoníaco directo que utilizan hidrógeno como acelerador para mejorar la combustión. Las turbinas de amoníaco podrían proporcionar una alternativa neta cero más rentable a la captura de carbono o al almacenamiento en baterías, especialmente para las naciones que actualmente operan turbinas diésel. La investigación en este campo, para resolver el problema de las emisiones de NOx, debe acelerarse rápidamente.
Y, por último, el amoníaco verde se puede utilizar como elemento básico para producir otros productos químicos, incluidos los fertilizantes libres de fósiles. Hay varios proyectos en marcha que consideran formas alternativas de combinar carbono e hidrógeno para construir plásticos. Estos podrían involucrar la captura y utilización de carbono para producir hidrocarburos en lugar de liberar CO2 a la atmósfera.
El amoníaco verde puede ser la piedra angular de un futuro cero neto
El papel del amoniaco Verde en la transición energética va a ser enorme. En resumen, la energía renovable, el hidrógeno y el amoníaco trabajarán juntos a medida que nos alejamos de los combustibles fósiles para cumplir con nuestros objetivos de cero emisiones netas. Pero la capacidad debe ampliarse masivamente para reducir costos y ser más competitivos. Una vez que se logre esto, el amoníaco se convierte en la materia prima de energía renovable global, con la flexibilidad de ser utilizado como portador de energía, como combustible y como elemento básico para otros productos químicos. Al igual que el petróleo crudo hoy en día.
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Actualmente, se están desarrollando turbinas de amoníaco directo que utilizan hidrógeno como acelerador para mejorar la combustión.
El hidrógeno tiene el potencial de descarbonizar una amplia gama de industrias pesadas, incluidas la energía, los productos químicos, el acero y el cemento, lo que significa que la demanda será enorme. En su escenario de emisiones netas cero, la AIE espera que la demanda se multiplique por cinco entre 2020 y 2050. Sin embargo, existen algunas limitaciones importantes que superar para que el hidrógeno sea competitivo.
El primer desafío es producir suficiente suministro de hidrógeno renovable “verde”; el siguiente es poder almacenarlo en grandes cantidades; y luego establecer la infraestructura necesaria para comercializar y transportar hidrógeno. Aquí es donde entra en juego el amoníaco. Compuesta por un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno, la molécula de amoníaco (NH3) tiene el potencial de respaldar la economía de combustible de hidrógeno en los tres dominios, asegura Collin Hamilton es director de operaciones y director de ingeniería de Verano Energy.
Hacer que el hidrógeno sea competitivo
Hoy en día, la mayor parte del hidrógeno se produce a partir de combustibles fósiles a través del reformado de metano con vapor, lo que genera 830 Mt de emisiones anuales de CO2. El hidrógeno “verde” libre de carbono se produce utilizando electrolizadores para dividir las moléculas de agua para separar el hidrógeno del oxígeno. Es un proceso costoso y que consume mucha energía, pero cuando la energía utilizada proviene de fuentes renovables, hidráulica, eólica o solar, proporciona un portador de energía versátil y libre de fósiles.
¿Cómo se puede hacer que el hidrógeno sea más competitivo? En primer lugar, mediante el uso de fuentes ricas en energía renovable, como la energía solar fotovoltaica en Chile, Arabia Saudita y Australia, donde la producción será extremadamente competitiva. Y en segundo lugar, aumentando la producción de energía renovable y desplegando electrolizadores para producir hidrógeno con energía renovable “en exceso” o “reducida”. En otras palabras, permitirá que un mayor porcentaje de energía renovable ingrese al mercado al reducir la restricción renovable.
Reducir la restricción de energía renovable
La intermitencia de las energías renovables hace que haya periodos de muy alta producción energética que no se corresponden con la demanda. El suministro de energías renovables, particularmente la solar, se vuelve tan alto que la cantidad de electricidad generada amenaza con abrumar la capacidad de la red. Aunque se están desarrollando sistemas de almacenamiento de energía en baterías, aún no son capaces de capturar y almacenar esta cantidad de energía en exceso. El resultado es la reducción. Aquí es donde los operadores de la red cierran el acceso a la red o adoptan mecanismos de fijación de precios para generar precios negativos para reducir la producción. Algunas estimaciones sitúan la reducción de energía renovable hasta en un 20% de la capacidad.
En lugar de reducir el exceso de energía renovable, la solución sería utilizar este exceso para producir hidrógeno verde. Al instalar electrolizadores en las principales subestaciones que están conectadas a plantas renovables, la producción de hidrógeno verde puede actuar como un equilibrio de carga. Sería competitivo en costos, porque de lo contrario la energía renovable se desperdiciaría, y permite que se pague a los operadores renovables por cada megavatio hora que producen. No se pierde energía.
De esta forma, la producción de hidrógeno verde incentivaría un mayor crecimiento de las energías renovables. Sin embargo, no debe restar valor a la disponibilidad de electricidad para otros usos esenciales y más efectivos; debe ser adicional. La transición al hidrógeno verde y la aceleración de la generación de energía renovable deben trabajar juntas.
El hidrógeno también podría desempeñar un papel complementario útil para las soluciones actuales de almacenamiento de energía. Las baterías son una forma rentable de almacenar energía diariamente o potencialmente semanalmente, pero debido a que la reducción suele ser estacional, nunca será rentable almacenar energía para 6 meses en las baterías, al menos las que sabemos que existen. Este Dia. Si la energía renovable va a reemplazar a los combustibles fósiles, necesitaremos almacenamiento estacional o incluso anual, así como comercio internacional de energía renovable. Las moléculas verdes son perfectas para esto.
El amoníaco verde como facilitador clave de la revolución del hidrógeno
Si bien la mayor parte del hidrógeno producido se alimentará a las tuberías existentes y se comercializará a nivel regional, algunas regiones, como América Latina, Medio Oriente y el norte de África, tienen el potencial de producir más hidrógeno limpio del necesario. Otras regiones como Japón, Corea o Hawái tendrán fuentes renovables insuficientes y necesitarán importar hidrógeno.
Pero el transporte de hidrógeno a larga distancia no es eficiente y tiene mucho sentido económico. el transporte de hidrógeno en grandes cantidades de un continente a otro requeriría toda una nueva infraestructura de licuefacción y distribución de puertos, terminales y almacenamiento. Aquí es donde el amoníaco proporciona una solución competitiva.
Un informe publicado por IRENA estima que más de la mitad del comercio mundial de hidrógeno será en forma de amoníaco. Esto se debe a que el hidrógeno se licua a -252°C. Es extremadamente reactivo y requiere materiales específicos resistentes a la corrosión, lo que hace que el almacenamiento y el transporte sean excesivamente costosos. El amoníaco, por otro lado, se puede condensar a líquido a -33 °C, lo que facilita mucho su almacenamiento y transporte. La infraestructura ya existe, con terminales en 120 puertos de todo el mundo.
Además, la tecnología de proceso para condensar hidrógeno y transformarlo en amoníaco tiene una tasa de eficiencia muy alta. La instalación de crackers de amoníaco junto a los centros de producción y consumo de hidrógeno verde apoyará el desarrollo de una economía de combustible de hidrógeno. Estas galletas aún no están comúnmente disponibles, pero su eficiencia teórica es alta. Se deben hacer esfuerzos para desarrollarlos rápidamente a escala.
El almacenamiento de energía es otro beneficio, cuya relevancia ha sido destacada en la crisis energética provocada por la guerra en Ucrania. El amoníaco se puede almacenar durante el tiempo que sea necesario, proporcionando una importante reserva de seguridad energética. Los tanques de almacenamiento grandes y económicos eliminan la necesidad de alinear estrechamente la producción y el consumo.
La investigación y el desarrollo continuos abren usos adicionales para el amoníaco. Además de su papel como portador de hidrógeno, el amoníaco también se puede utilizar como combustible, especialmente para el transporte marítimo. Aunque es menos inflamable, la densidad energética del amoniaco es 1,5 veces superior a la del hidrógeno líquido. Se están realizando esfuerzos de colaboración para desarrollar una tecnología de motores marinos segura, fiable y respetuosa con el medio ambiente. Un consorcio europeo tiene como objetivo tener un buque de cero emisiones que funcione con combustible de amoníaco para 2025.
La generación de energía ofrece otra aplicación, donde el amoníaco podría usarse como combustible para reemplazar el carbón, el fuel oil pesado o el diesel. Es cierto que esta no es la forma más eficiente de usar amoníaco e hidrógeno. La única razón válida por la que haríamos esto es para acelerar la adopción del hidrógeno verde y aprovechar la infraestructura existente. Japón está buscando desarrollar una central eléctrica alimentada con carbón y amoníaco.
Actualmente se están desarrollando turbinas de amoníaco directo que utilizan hidrógeno como acelerador para mejorar la combustión. Las turbinas de amoníaco podrían proporcionar una alternativa neta cero más rentable a la captura de carbono o al almacenamiento en baterías, especialmente para las naciones que actualmente operan turbinas diésel. La investigación en este campo, para resolver el problema de las emisiones de NOx, debe acelerarse rápidamente.
Y, por último, el amoníaco verde se puede utilizar como elemento básico para producir otros productos químicos, incluidos los fertilizantes libres de fósiles. Hay varios proyectos en marcha que consideran formas alternativas de combinar carbono e hidrógeno para construir plásticos. Estos podrían involucrar la captura y utilización de carbono para producir hidrocarburos en lugar de liberar CO2 a la atmósfera.
El amoníaco verde puede ser la piedra angular de un futuro cero neto
El papel del amoniaco Verde en la transición energética va a ser enorme. En resumen, la energía renovable, el hidrógeno y el amoníaco trabajarán juntos a medida que nos alejamos de los combustibles fósiles para cumplir con nuestros objetivos de cero emisiones netas. Pero la capacidad debe ampliarse masivamente para reducir costos y ser más competitivos. Una vez que se logre esto, el amoníaco se convierte en la materia prima de energía renovable global, con la flexibilidad de ser utilizado como portador de energía, como combustible y como elemento básico para otros productos químicos. Al igual que el petróleo crudo hoy en día.
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