Hidrógeno, ¡no te rindas!

Realmente no se ve bien para la economía del hidrógeno (por el momento). Durante décadas, en numerosos proyectos de investigación y publicaciones, el hidrógeno ha sido promocionado como la fuente de energía del futuro. El problema, se señala a menudo, es que la eficiencia de la producción de hidrógeno es demasiado baja.

Las eficiencias típicas de los electrolizadores se encuentran entre el 75 y el 80%. Otras pérdidas de entre 5 y 35% resultan de la compresión o enfriamiento de H2, hidrógeno molecular, para almacenar y transportar el gas de una manera razonable.

Para el uso en el sitio o una alimentación directa en la red de gas, se puede suponer una eficiencia de conversión del 70%. En el caso de una reconversión de hidrógeno en electricidad a través de células de combustible, otro 50% de la energía se pierde en forma de calor (energía), lo que da como resultado una eficiencia general del proceso del 35%.

En el sector automotriz, el plomo se ha ido hace mucho. Los fabricantes de automóviles establecidos nos han prometido coches con pila de combustible durante décadas, y ahora otros nos están mostrando qué tan rápido la tecnología puede diseminarse con la movilidad eléctrica a batería.

Según las estimaciones de la industria, hay alrededor de 60,000 e-cars a batería en las carreteras alemanas y, dependiendo de la fuente, hay entre 5,000 y 8,000 estaciones de carga de acceso público, algunas con varios puntos de carga. Por el contrario, los aproximadamente 300 automóviles impulsados ​​por hidrógeno y alrededor de 45 puntos de repostaje de hidrógeno en Alemania se están quedando atrás significativamente.

Esto se debe en parte a los altos precios de los automóviles: el automóvil H2 más barato cuesta alrededor de € 65,000 en Alemania, mientras que los autos eléctricos a batería están disponibles desde alrededor de € 20,000.

En consecuencia, la revista económica alemana “Wirtschaftswoche” anunció la “muerte de una pila de combustible” el año pasado, “inventado en 1966, abandonado en 2017”.

Las importantes economías de escala derivadas del uso de tecnologías de hidrógeno en los automóviles se eliminarán por el momento. El problema es el entorno competitivo cambiante: el colapso del precio de las baterías de litio de alrededor del 20% por año con los costos de almacenamiento actuales en una escala industrial entre 0.05-0.10 por kWh y eficiencias superiores al 90% empeora las perspectivas para todas las tecnologías de almacenamiento sin litio .

Además, incluso el segundo producto competidor importante para el gas renovable es actualmente demasiado barato: el gas natural fósil. Debido al fracking y al transporte de GNL, los precios del mercado mundial de gas natural han disminuido rápidamente: el precio de importación promedio en Alemania en 2016 fue de alrededor de € 0.015 por kWh, es decir, 1.5 céntimos de euro por kWh.

Con los costos actuales de la electrólisis del agua de alrededor de 10 céntimos de euro por kWh sin costos de electricidad, el hidrógeno en el sector de la electricidad y el calor no será una alternativa económica en el futuro.

Incluso los cinco centavos presentados en la última revista pv Future PV, que solo pueden lograrse en condiciones óptimas (sistemas fotovoltaicos en áreas soleadas con grandes electrolizadores de funcionamiento continuo), parecen una broma en comparación con los bajos precios del gas natural. Por lo tanto, el uso de hidrógeno a menor escala en el sistema de energía sigue siendo no rentable.

Esto se aplica al sector de la electricidad en particular, pero en el sector del calor, también, es mejor continuar calentando con sistemas de CHP eficientes. En el mediano plazo, solo los impuestos a las emisiones u otras formas de aumentar el precio del gas natural podrían cambiar esto.

El caso comercial ausente para el hidrógeno en la industria de la energía se refleja en la economía de los proyectos de potencia a gas (P2G) en Alemania. Según la plataforma de estrategia de energía a gas de la Agencia Alemana de Energía, hay 33 proyectos piloto en el país, de los cuales dos tercios se iniciaron entre 2011-2014. En 2017, solo se inició un nuevo proyecto piloto en las acerías de Salzgitter Flachstahl en Baja Sajonia.

Por favor estén atentos de todos modos

Pero esto es solo una instantánea, caracterizada por consideraciones a corto plazo, bueno, tal vez a mediano plazo. A largo plazo, las posibilidades están ahí. Después de todo, el hidrógeno (H2) es el elemento químico más común que ocurre solo en forma ligada en la naturaleza.

A través del proceso electrolítico que se inventó hace más de 100 años, los compuestos químicos se pueden dividir por medio de la corriente eléctrica. Por lo tanto, el hidrógeno se puede producir utilizando electricidad renovable barata y, como habrás adivinado, agua.

Cuando se reconvierte en electricidad usando celdas de combustible, el hidrógeno todavía tiene el potencial de constituir el “eslabón perdido” de la transición energética. El enfoque aquí está en el almacenamiento estacional de energía para los meses de invierno.

El producto competidor para compensar la producción fluctuante de energía renovable es el gas natural fósil, cuya infraestructura de almacenamiento se puede usar al menos en parte. En el Wesermarsch en el noroeste de Alemania, por ejemplo, la utilidad convencional, EWE está probando si el hidrógeno puede almacenarse en las enormes cavernas subterráneas que se construyeron como instalaciones de almacenamiento de gas natural.

Dichas aplicaciones para el hidrógeno en el área de potencia a gas (P2G) se discutieron durante varios paneles en el reciente evento Energy Storage Europe, celebrado el mes pasado en Düsseldorf. Esto indica que las aplicaciones de hidrógeno en el sistema de energía tienden a verse como potenciales en el acoplamiento sectorial en el mediano plazo.

Por lo tanto, este es el momento de mantener abierto y en evolución el uso de la tecnología. El elemento clave aquí debería ser el desarrollo de segmentos atractivos en los que el hidrógeno ya puede utilizarse de manera efectiva (hoy): la sustitución de hidrógeno convencional producido a partir del gas natural por procesos industriales, por ejemplo, mediante una legislación más estricta sobre la descarbonización de la industria química.

Esto podría incluir la mezcla de hidrógeno en la red de gas natural hasta un 9%, por el aumento gradual y regionalmente diferenciado del límite de mezcla actual del 2% (en Alemania). Y el uso de hidrógeno en vehículos de transporte grandes.

A pesar de que los autos eléctricos con batería están tomando el control, otras aplicaciones en el sector del transporte son más difíciles de desarrollar con baterías. Por ejemplo, en el transporte marítimo y ferroviario, la economía del hidrógeno podría alcanzar la madurez del mercado más rápidamente. Alstom, por ejemplo, actualmente está desarrollando un tren regional H2 para rutas no electrificadas, que disfruta de una gran demanda de las autoridades de transporte en Alemania.

Los pioneros de la transición de la energía eléctrica continúan buscando nuevas soluciones. No debemos olvidar: durante décadas, PV también se consideró una energía futura demasiado costosa. En otras palabras: hidrógeno – ¡no te rindas!

Fuente: www.pv-magazine.com

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