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Green hydrogen, a key clean energy for the development of Chile.

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Green hydrogen, a key clean energy for the development of Chile.

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Green hydrogen, although it is a less known clean energy than others (wind or solar energy, for example) has advantages that we consider that make it a good option for the development of a country like Chile.

First argument: Green hydrogen is an energy produced by the isolation of hydrogen. Its first and great advantage is that, unlike the electrical energy generated by wind or solar sources, green hydrogen can also be transported by road and by sea, allowing it to be taken to other continents. Experts from the Chilean Ministry of Energy estimate that it is possible that green hydrogen could reach export levels similar to those of Chilean mining in 2050.

Second argument: green hydrogen can take advantage of the production of other energies that produce electricity, such as solar and wind sources that are abundant in Chile. This, given that the production of green hydrogen requires electrical energy to be produced. On the other hand, the great disadvantage of green hydrogen is the important initial investment, but this is offset by the advantages that its production can be exported anywhere in the world, unlike other types of clean energy.

Conclusion: Although until now the production of green hydrogen is still limited in Chile, there is already an action plan of the Government of Chile, in alliance with the private sector, to make green hydrogen a world-level export product in our country .

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What is blue hydrogen?

Blue hydrogen is when natural gas is split into hydrogen and CO2 either by Steam Methane Reforming (SMR) or Auto Thermal Reforming (ATR), but the CO2 is captured and then stored. As the greenhouse gasses are captured, this mitigates the environmental impacts on the planet.
The 'capturing' is done through a process called Carbon Capture Usage and Storage (CCUS). More about that in due course.

What is green hydrogen?

Green hydrogen is hydrogen produced by splitting water by electrolysis. This produces only hydrogen and oxygen. We can use the hydrogen and vent the oxygen to the atmosphere with no negative impact.

To achieve the electrolysis we need electricity, we need power. This process to make green hydrogen is powered by renewable energy sources, such as wind or solar. That makes green hydrogen the cleanest option - hydrogen from renewable energy sources without CO2 as a by-product. That is referred to in the project Petrofac is supporting in Australia, mentioned at the beginning.

What is grey hydrogen?

Grey hydrogen has been produced for many years. It is a similar process to blue hydrogen - SMR or ATR are used to split natural gas into Hydrogen and CO2. But the CO2 is not being captured and is released into the atmosphere.

What is pink hydrogen?

Similar to green hydrogen, pink hydrogen is made via electrolysis, but using nuclear energy as its source of power.

What is yellow hydrogen?

Another type of hydrogen made by electrolysis is yellow, where electrolysis is achieved solely through solar power (unlike green which could use a combination of renewable energy sources such as wind or solar).

Is the future multi-coloured?

The future is a transition from grey, through blue, to green hydrogen. One thing that is clear is the important role hydrogen will play in energy transition.

Let's take the United Kingdom, one of Petrofac's key markets, as an example. The country's national energy system is changing rapidly as the UK makes plans to reach the legal net zero target by 2050. Although the UK is unlikely to produce sufficient quantities of green hydrogen to meet the targets and the demand, we are likely to see a transition period of 20-30 years where blue hydrogen plays a key role. And this is where the oil and gas industry, including Petrofac, can help by using existing, transferable knowledge and capability to produce blue hydrogen via Carbon Capture Usage and Storage (CCUS). We can use the existing UK offshore infrastructure to pipe the CO2 back to offshore reservoirs. Either as EOR (Extended Oil Recovery) to help keep up reservoir pressure, or into depleted reservoirs for safe storage.

To meet the global energy demand, while achieving the national and global energy efficiency targets, the industry is looking at every potential technology. There is great potential in both the blue and green hydrogen and both will play an important role in energy transition. With our knowledge and capability, we are there to support this transition.

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The difference between green hydrogen and blue hydrogen

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Blue hydrogen is when natural gas is split into hydrogen and CO2 either by Steam Methane Reforming (SMR) or Auto Thermal Reforming (ATR), but the CO2 is captured and then stored. As the greenhouse gasses are captured, this mitigates the environmental impacts on the planet.The 'capturing' is done through a process called Carbon Capture Usage and Storage (CCUS).

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El hidrógeno verde se produce a partir de agua y energías renovables. La obtención por electrólisis a partir de fuentes renovables consiste en la descomposición de las moléculas de agua (H2O) en oxígeno (O2) e hidrógeno (H2).

Históricamente, el hidrógeno se ha obtenido usando combustibles fósiles. Esta separación también se puede hacer con energía eléctrica o gas natural, pero la fórmula más amigable con el medio ambiente es producirlo con energía solar y eólica.

La reducción del costo de la electrólisis es uno de los desafíos más grandes que tiene el mundo hoy, dada la importancia que toma el hidrógeno en la reducción de emisiones.

La molécula de H2 tiene alta densidad energética por unidad de masa; 3 veces más que la gasolina y 120 veces más que las baterías de litio.

El hidrógeno verde se utiliza en la refinación de combustibles fósiles, en la producción de amoniaco, y en la industria del acero. Actualmente se están desarrollando nuevas aplicaciones, en las cuales el hidrógeno se quema en forma directa o genera electricidad a través de dispositivos llamados celdas de combustible con la combinación de hidrógeno y oxígeno del aire.

En transporte existen vehículos con celdas de combustibles y estanques de hidrógeno. También se puede usar en el almacenamiento y producción de energía eléctrica y térmica; en la generación de electricidad en turbinas de gas; en procesos industriales y refinación de metales. en la producción de fertilizantes para la agricultura y en insumos mineros, utilizando amoniaco verde como materia prima.

Las limitaciones a las emisiones de carbono, la reducción de costos de la electrólisis y los incentivos de estrategias internacionales, presentan un escenario que permite acelerar el desarrollo de hidrógeno verde.

Por otro lado, la reducción en costos y potencial en energías renovables podría posicionar a Chile como uno de los productores de hidrógeno a menor costo.

Asimismo, se espera que el desarrollo de esta industria contribuya a impulsar una reactivación económica respetuosa con el medioambiente, sostenible e inclusiva.

El gobierno ha sostenido que el hidrógeno verde será un elemento fundamental en tres sectores:

Cambio climático: Será clave para cumplir las metas ambientales incluyendo la NDC y las metas de carbono neutralidad al 2050.

Oportunidades sociales: Se espera que esta industria promueva el desarrollo de competencias y capital humano, reducción de contaminación local y activación de ecosistemas de desarrollo.

Desarrollo económico: Habilitando la diversificación productiva, la creación de empleos, y polos de inversión en regiones.

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Chile: Uno de los jugadores claves en la misión hidrógeno verde

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El hidrógeno verde se produce a partir de agua y energías renovables. La obtención por electrólisis a partir de fuentes renovables consiste en la descomposición de las moléculas de agua (H2O) en oxígeno (O2) e hidrógeno (H2). Históricamente, el hidrógeno se ha obtenido usando combustibles fósiles.

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Green Hydrogen > clean a renewable energy. 

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Green Hydrogen > clean a renewable energy. 

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TS:  great opportunity for replace the carbon energy production in Chile.

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Ad
- clear energy
- transportation
- easy storaged
-  100% sustentable > does not emit carbon emissions

Disad

- Expensive at the begins
- electrolysis > more expensive
- Flammable

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Sofía AravenaHace 1 hora Tiempo de lectura: 2 minutos

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Gobierno anuncia proyecto de Hidrógeno Verde más grande del país en Magallanes - La Tercera

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El nuevo proyecto en Magallanes se denomina H2 Magallanes, de la empresa internacional Total Eren.

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La economía de hidrógeno es un modelo económico energético alternativo al uso de combustibles fósiles, en el cual la energía, para su uso básico en los medios de transporte, se almacena como hidrógeno (H ₂) o dihidrógeno.

El hidrógeno se ha propuesto como sustituto de los combustibles fósiles como la gasolina y el diésel ( gasóleo) utilizados actualmente en automóviles y como sistema de almacenamiento de energías renovables.​

Algunas compañías, como Honda, Daimler, Ford Motor Company, General Motors Corporation/Opel, Hyundai Motor Company, Kia Motors Corporation, la alianza Renault SA y Nissan Motor Corporation y Toyota Motor Corporation están desarrollando proyectos relacionados con los vehículos de hidrógeno. Algunas de ellas incluso han apostado estratégicamente por un futuro energético basado en las tecnologías de hidrógeno, una corriente que ha dado lugar al concepto de Sociedad del Hidrógeno, que a menudo se intercambia con el de economía del hidrógeno. Por ejemplo, el fabricante de automóviles japonés Honda, la única firma que ha obtenido la homologación para comercializar su vehículo impulsado por pila de combustible de hidrógeno, el FCX Clarity, en Japón y Estados Unidos, ha desarrollado también la Home Energy Station, (HES), un sistema autónomo y doméstico que permite obtener hidrógeno a partir de energía solar para repostar vehículos de pila de combustible y aprovechar el proceso para generar electricidad y agua caliente para el hogar. La producción del hidrógeno es un sector industrial considerable, y es cada vez mayor. En 2004 se produjeron unas 50 millones de toneladas métricas de hidrógeno, conteniendo 200 giga vatios de energía; la tasa de crecimiento es de alrededor de un 10% por año. Debido a que el almacenaje y transporte de hidrógeno es caro, la mayor parte del hidrógeno que se produce en la actualidad se hace localmente, y es utilizado inmediatamente, generalmente por la misma compañía productora. En 2005, el valor económico de todo el hidrógeno producido fue de aprox. 135 mil millones de USD por año.

Hoy hay dos principales aplicaciones para el hidrógeno. Casi la mitad se emplea para producir amoníaco (NH3) mediante el proceso de Haber, el cual se utilizará sobre todo como fertilizante, directa o indirectamente. A causa de que la superpoblación mundial y la agricultura intensiva crecen, debido a esto la demanda del amoníaco (y por tanto de hidrógeno) está creciendo. La otra mitad de la producción actual del hidrógeno se utiliza para convertir cadenas largas de hidrocarburos (que son la mayoría en el petróleo sin refinar) en fracciones más ligeras, convenientes para su uso como combustibles. Este último proceso se conoce como hydro cracking. Hydrocracking representa un área incluso de mayor crecimiento que la del amoníaco, los incrementos en los precios del petróleo animan a las compañías petroleras a extraer un material más pobre, como pueden ser arenas de alquitrán y pizarra de petróleo.

Actualmente, el 48% de la producción de hidrógeno es a partir del gas natural, el 30% del petróleo, y el 18% del carbón; la electrólisis del agua representa solamente 4%.​​

El gran mercado y el incremento también han estimulado que se cree un gran interés en buscar métodos alternativos, más baratos, para la producción de hidrógeno.

La electricidad ha revolucionado la calidad de la vida humana desde finales del siglo diecinueve permitiendo un uso más sencillo de las fuentes de energía disponibles. Los primeros dispositivos y aplicaciones como la dínamo y la iluminación eléctrica motivaban la corriente directa. Más adelante el alternador y la corriente alterna permitieron transmitir la energía eléctrica a gran escala.

Actualmente, la oscilación de la demanda energética se cubre mediante el encendido o apagado de generadores. Sin embargo, la electricidad es difícil de almacenar para usarla más adelante. El mejor sistema en lo que a eficiencia y coste se refiere y más extendido además para el almacenamiento de energía de una red a gran escala es el almacenamiento por bombeo, que consiste en bombear agua hasta una presa superior y generar la electricidad demandada mediante hidroelectricidad. Sin embargo este método no sirve para aplicaciones móviles de almacenaje de energía.

Existen alternativas más reducidas de almacenaje como condensadores pero tienen el problema de la baja densidad de energía. Las baterías tienen también baja densidad de energía y además tardan en cargarse y descargarse. El almacenamiento en una batería inercial es más eficiente que en las baterías de tamaño similar, pero acarrea preocupaciones de seguridad debido a que puede romperse explosivamente, aparte del efecto giroscópico que tiene. Éste no es un problema en plantas eléctricas, pues se las puede enterrar.

Casi al mismo tiempo que empezó a funcionar la electricidad, se descubrió una fuente de energía portable. Se trata naturalmente de los motores de combustión interna, los cuales queman hidrocarburos. Los motores de combustión interna arrasaron a sus competidores de esa época, como por ejemplo el aire comprimido, o los automóviles eléctricos accionados por baterías, porque proporcionaron mayores posibilidades, en virtud de la eficacia del motor de combustión interna y de la alta densidad energética del combustible, a pesar de que intoxicar a la población y la explotación de la gente en países pobres. El alto cociente de potencia másica de los motores de combustión interna también permitió construir un avión de densidad más alta que el aire.

Las actuales preocupaciones con respecto a la disponibilidad a largo plazo de los combustibles fósiles y por el calentamiento global debido a las emisiones de dióxido de carbono (CO ₂) han dado lugar a una búsqueda de un combustible alternativo a los combustibles fósiles que no tenga estos problemas.

Hay quien piensa que las celdas de combustible de hidrógeno son el equivalente a los viejos motores de combustión interna.

Fuentes de hidrógeno centralizadas previstas

La economía del hidrógeno utilizaría una fuente energética no basada en combustibles fósiles (energías renovables/nuclear/fusión), utilizando varios métodos (electrólisis, ciclo del sulfuro-yodo) para producir el gas de hidrógeno para su uso en los múltiples sectores como fuente de energía almacenada. Si la energía se utiliza para producir hidrógeno, entonces el hidrógeno se podría utilizar como forma de almacenaje de energía substituyendo el gas y el petróleo causantes de emisiones de gases de efecto invernadero.

En una economía del hidrógeno, los grandes generadores rurales de hidrógeno de alta eficacia se combinarían con un sistema de distribución (como el sistema de la distribución del gas natural pero capaz de satisfacer los desafíos adicionales del transporte del hidrógeno). En la distribución de energía el usuario intermedio y final podría utilizar las celdas de combustible para satisfacer sus necesidades, substituyendo los actuales sistemas de generación y distribución local, y los vehículos de combustión interna. Sistemas similares se utilizan actualmente con el gas natural para producir electricidad, en instalaciones urbanas con cogeneración donde además se aprovecha el calor residual.

La fuente de energía primaria para producir hidrógeno podía ser combustible nuclear, o fósil. En una economía completa del hidrógeno, incluso las fuentes eléctricas primarias como la energía hidráulica y la energía eólica se podrían utilizar para hacer el hidrógeno, en vez de distribuirla directamente en la red eléctrica (el equilibrio apropiado entre la distribución del hidrógeno y la distribución eléctrica interurbana es una de las preguntas básicas a medio resolver en la economía del hidrógeno). Los grandes generadores que produjesen hidrógeno de fuentes de energía fósiles generarían cantidades enormes de contaminación, pero centralizan las emisiones, y las ciudades quedarían limpias de polución, ya que las emisiones se podrían realizar en zonas despobladas, y los sistemas de control de emisión serían más fáciles de examinar.

Se aduce que la quema de combustibles fósiles en centrales grandes es más eficiente que en automóviles o pequeñas centrales, (casi el 60% en las modernas centrales de ciclo combinado frente al 40% de un motor de gasolina o un 45% de los mejores motores diésel)​ sin embargo, hay que tener en cuenta que la eficiencia en la obtención de hidrógeno a partir de electricidad está actualmente en un 30%,​ y la eficiencia de una pila de combustible en un 60%,​ con lo que quemar combustible fósil en un motor diésel tiene una eficiencia del 45%, mientras que quemar combustible fósil en una central, para generar electricidad, para generar hidrógeno, para emplearlo en una pila de combustible, tiene una eficiencia final, sin contar las pérdidas por transporte, no superior al 12%. Esto obligaría a quemar casi cuatro veces más combustibles fósiles para el mismo trabajo, lo que anularía las ventajas ambientales de centralizar las emisiones, y sin duda encarecería enormemente el precio de la energía.

Probablemente una visión más realista de las posibilidades a medio plazo del hidrógeno pase por prescindir de sus promesas de energía limpia (esto es: obtenida mediante electricidad, especialmente de energías renovables): Mediante descomposición química, actualmente se consigue una eficiencia del 72% generando hidrógeno a partir de gas natural, y algo menor si se obtiene del carbón. Si se solucionan los problemas de almacenamiento, será posible obtener rendimientos globales similares a los de los motores de combustión interna, con lo que la tecnología del hidrógeno permitiría en definitiva utilizar la energía del carbón (material muy abundante) para sustituir al petróleo. Sin embargo, la tecnología del hidrógeno así planteada, lejos de ser más limpia, sería mucho más contaminante, pues el carbón es más contaminante que el petróleo.

Existen aún muchas barreras tecnológicas que impiden que esta economía pueda llevarse a cabo; mientras, las investigaciones continúan.

Es la energía asociada a la radiación solar. La forma de energía que posee el Sol es energía nuclear interna que se transforma en la energía que emite mediante procesos de fusión. El Sol emite sin cesar lo que se llama energía radiante o, simplemente, radiación. Se transforma en lo que habitualmente se denomina energía térmica y en energía eléctrica. Se puede realizar directamente ( energía solar fotovoltaica) o indirectamente.

Una ventaja importante de la energía solar en este modelo (además de tratarse de una fuente renovable y no contaminante) es la posibilidad de funcionar de modo distribuido: en línea con el concepto de energía 2.0, la energía solar permitiría a los consumidores generar su propia energía reduciendo la dependencia y las pérdidas relacionadas con el transporte.

Es la energía asociada al viento. La forma de energía que posee es la energía cinética del viento, que podemos aprovechar en los molinos, en la navegación a vela,... Se puede transformar en energía mecánica en los molinos de vientos o barcos de vela, y en energía eléctrica en los aerogeneradores.

Es la energía asociada a los saltos de agua ríos y embalses. La forma de energía que posee el agua de los embalses es energía potencial gravitatoria, que podemos aprovechar conduciéndola y haciéndola caer por efecto de la gravedad. Se puede transformar en energía mecánica en los molinos de agua y en energía eléctrica en las centrales hidroeléctricas.

Es la energía asociada al uso del uranio. La forma de energía que se aprovecha del uranio es la energía interna de sus núcleos.

Se transforma en energía eléctrica. Una parte importante del suministro de energía eléctrica en los países desarrollados tiene origen nuclear.

Recibe el nombre de fusión nuclear la reacción en la que dos núcleos muy ligeros (hidrógeno) se unen para formar un núcleo más pesado y estable, con gran desprendimiento de energía.

Fuentes de hidrógeno distribuidas: internet del hidrógeno

Algunos autores, como Steven Chalk, sostienen que la transformación de la energía cinética de los vehículos en electricidad y su almacenamiento en células de hidrógeno abre la puerta a una producción distribuida de energía: el internet del hidrógeno.

Sólo con que el 4% de los automóviles del mundo se conectaran a esas redes de energía ya no serían necesarias las plantas eléctricas y podrían ser eliminadas en casi su totalidad.

No siendo el hidrógeno una fuente de energía, sino un vector energético, el impacto medioambiental del hidrógeno dependerá de la fuente de energía empleada para su obtención. A fecha de 2010, aproximadamente el 95% de la producción del hidrógeno se realiza a través de la quema de combustibles fósiles, y por tanto manteniendo las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera. Solo en torno a un 5% de la producción de hidrógeno se realiza a través de la electrólisis, es decir, de la separación del hidrógeno que contiene el agua mediante energía eléctrica. Este método es menos eficiente que la utilización directa de la electricidad, pero permite el almacenamiento de la energía, lo que presenta grandes ventajas, como la posibilidad de seguir generando energía aunque no haya demanda en ese momento, y de recuperarla en momentos de escasez. Si la electricidad utilizada para la electrólisis proviene de fuentes renovables como la eólica o la solar, el hidrógeno será un vector energético con muy bajas emisiones de gases de efecto invernadero.

Véase también

Bibliografía

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Economía de hidrógeno - Wikipedia, la enciclopedia libre

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La economía de hidrógeno es un modelo económico energético alternativo al uso de combustibles fósiles, en el cual la energía, para su uso básico en los medios de transporte, se almacena como hidrógeno (H 2) o dihidrógeno.

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Hydrogen energy is the kryptonite against the Anthropocene era? If the Anthropocene era may be defined as the time when the human being was put at the center of the world, forgeting the importance of its natural environment, Hydrogen energy is one of the most important ways to recover a friendly relation with our environment. A. What exactly Hydroen green is? B. What are its advantages for a country like Chile? Are there any downsides?