El hidrógeno de las energías renovables es promocionado como el “eslabón perdido” en la transición energética mundial: un combustible que puede llenar los vacíos que dejan los sistemas de energía renovable variable (VRE) y tecnologías como almacenamiento de batería. Esto idealmente permitiría una profunda globalización. descarbonización en unas pocas décadas para mitigar los efectos de cambio climático inducido por actividades antropogénicas. Más de 60 millones de toneladas de El hidrógeno se produce cada año para diversas aplicaciones industriales (amoníaco producción, hidrocraqueo y eliminación de azufre de los combustibles fósiles). Un asombroso El 95% de esto es hidrógeno proveniente de combustibles fósiles a través de metano a vapor reformado (SMR) y gasificación de carbón con un mero 4% extraído del agua electrólisis.
La electrólisis tiene el potencial por ser una fuente sostenible de producción de hidrógeno, ya que los electrolizadores pueden ser alimentado por fuentes de energía renovables como la solar y la eólica. Curiosamente, el concepto de electrólisis impulsada por energía renovable ha existido durante décadas, hasta En la década de 1960, el hidrógeno fue producido por la electrólisis basada en la energía hidroeléctrica para hacer amoníaco en Noruega, pero los bajos precios de la gasolina y la aparición de SMR llevaron al hidrógeno la producción avanza hacia la producción basada en combustibles fósiles, y la tendencia ha permaneció así desde entonces. Ahora, sin embargo, con el rápido descenso de las energías renovables. precios y un enfoque global en la reducción de emisiones de GEI, basadas en energía renovable la electrólisis vuelve a ser factible y puede ser rentable con métodos de producción de hidrógeno basados en combustibles fósiles. Habiendo dicho eso, hay un Número de desafíos que aún quedan por superar si el hidrógeno verde (hidrógeno de energía renovable) será un actor importante en la transición global y Estos se analizan en las secciones siguientes:
Construyendo la cadena de suministro de hidrógeno
El despliegue progresivo de las aplicaciones de uso final de hidrógeno requerirán la aceleración conjunta de un hidrógeno cadena de suministro, incluida la capacidad adicional de producción, purificación y presurización para el transporte, y capacidad de transporte y distribución. los La estructura de la cadena de suministro estará influenciada por los siguientes 3 factores:
- La disponibilidad de fuentes de hidrógeno existentes. o materia prima para producir hidrógeno en la vecindad de la demanda de hidrógeno en comparación con el costo de producción en el sitio, como la producción de hidrógeno es la parte más intensiva en capital de todo el proceso
- Más allá de cierto nivel de consumo, producción in situ o la entrega a través de tuberías dedicadas podría ser el único modo convencional viable de suministro.
- Inversión en la producción a gran escala nueva probablemente se realizará solo si una gran parte de la producción se vende a un solo cliente con un contrato a largo plazo para minimizar los riesgos financieros relacionados con tal esfuerzo. Las grandes nuevas inversiones también podrían justificarse utilizando un amortiguador de capital suficiente para cubrir pérdidas iniciales o instrumentos de eliminación de riesgos financieros ofrecido por los responsables políticos.
Inversión inicial en nuevo hidrógeno la producción debe centrarse en capacidades de varios megavatios para grandes clientes a través de contratos de suministro a largo plazo (trenes de hidrógeno, barcos, flotas de autobuses, regiones cubriendo las redes de gas natural a una red de hidrógeno, etc.) Esta nueva producción los centros podrían entonces aprovecharse lentamente para convertirse en fuentes centralizadas de hidrógeno que abastece a consumidores locales más pequeños a través de la inversión en hidrógeno centros de acondicionamiento y llenado, así como logística. Finalmente como hidrógeno las aplicaciones llegan al mercado masivo y la energía renovable se expande, regional podrían surgir disparidades en la disponibilidad de hidrógeno que conducirían a regiones con exceso de hidrógeno que exporta a regiones con un déficit de la producto. Esto resultaría en un sólido mercado internacional de hidrógeno entre países con gran potencial renovable y países con gran hidrógeno demanda y potencial de energía renovable más costoso o limitado.
Desacoplamiento de la producción de hidrógeno del agua dulce.
En un mundo donde las reservas finitas de agua dulce están siendo sometidos a un estrés creciente por parte de la población y la economía mundial expansión, utilizando hidrógeno producido a partir de agua dulce para alimentar varias industrias es inconcebible a gran escala. Con países desarrollados y en desarrollo luchando con valores de agua que agregan hidrógeno a la lista de consumidores de agua los productos paralizarían los servicios de agua ya estresados y pondrían global seguridad del agua bajo enorme riesgo.
Produciendo hidrógeno a partir de sal el agua contribuiría en gran medida a abordar este problema y alejaría el hidrógeno del agua dulce, que se requiere para el consumo humano y otros elementos críticos industrias. Varias universidades y organizaciones privadas en todo el mundo son trabajando en hacer que el hidrógeno de la electrólisis de agua salada sea una realidad comercial como Muchas pruebas ya han tenido éxito. Por ejemplo, uno de los potenciales Las soluciones son capas de hidróxido de níquel-hierro sobre sulfuro de níquel, que cubre un núcleo de espuma de níquel dentro de la cámara de electrólisis. Esto se hace para repeler el cloruro, que es un subproducto de la electrólisis del agua salada y es una razón detrás de la corrosión muy rápida del electrodo positivo.
Formulación de un panorama político adecuado
Las regulaciones son actualmente limitando el desarrollo de una industria de hidrógeno limpia a nivel mundial. Gobiernos y las industrias deben colaborar para asegurar que las regulaciones no se conviertan en un barrera innecesaria para la rápida absorción de hidrógeno de las energías renovables y permitir nuevas regulaciones que aceleren el crecimiento del hidrógeno para uso final Aplicaciones en industrias de todo el mundo.
661/5000 Una forma de alentar esto es Desarrollar sistemas de certificación y regulaciones para el suministro de hidrógeno libre de carbono. Es esencial garantizar que el suministro futuro de hidrógeno sea compatible con el clima, especialmente en los casos en que el hidrógeno se exporta a grandes distancias, su el origen necesitaría ser verificado. Otro gran paso hacia la globalización la adopción de hidrógeno a partir de energías renovables sería incluir el hidrógeno economía en la próxima edición de los Acuerdos Climáticos de París, con vencimiento en 2020. Mayor la colaboración transfronteriza y el intercambio de información también ayudarían mucho hacia una mayor difusión y estandarización del hidrógeno para varios aplicaciones de uso final. Send feedback History Saved Community
Hacer un caso de negocios para el hidrógeno de VRE fuera de la red
Cuando un electrolizador es directamente conectado a una planta VRE fuera de la red. El electrolizador tendrá que seguir el patrones de generación variable de la planta VRE, que requiere flexibilidad operación y por lo tanto es más adecuado para un electrolizador PEM. Debido a esto, el El componente CAPEX del costo nivelado de hidrógeno (LCOH) será impulsado por el factor de carga de la planta VRE. Para factores de carga más bajos en una configuración fuera de la red, el LCOH será mayor y, por lo tanto, la amortización debe asignarse a un menor volumen de producción de hidrógeno. Por lo tanto, en esta configuración, el hidrógeno solo puede ser producido a un costo competitivo cuando el costo de VRE y el CAPEX de la el electrolizador cae más. A corto plazo, el factor de carga de los electrolizadores. en escenarios fuera de la red se puede aumentar conectándolos a energía solar combinada y plantas de energía eólica, el uso de energía solar concentrada (CSP) con energía térmica almacenamiento o mediante el uso de baterías para optimizar la eficiencia del electrolizador.
A medida que la tecnología madura la próxima década, el caso para conectar un electrolizador directamente a un VRE planta podría producir un mejor caso de negocios. Hacia tales objetivos, políticas que alentar la descarbonización del sistema energético podría desencadenar a gran escala despliegue y, en consecuencia, nuevas reducciones de costos.
¿Puede el hidrógeno verde cumplir su potencial?
En un mundo luchando por mitigar y adaptarse al calentamiento global, el mercado del hidrógeno verde solo puede ver un trayectoria ascendente El combustible actualmente está disfrutando de importantes políticas y impulso empresarial, con el número de proyectos en todo el mundo en expansión rápidamente y se está formulando una mayor cantidad de políticas amigables con el hidrógeno. Dicho esto, los esfuerzos deben incrementarse aún más si el hidrógeno verde tiene que hacer una contribución significativa a las iniciativas mundiales de descarbonización. En este sentido, es esencial que los gobiernos y las instituciones privadas por igual trabajar juntos para maximizar el potencial que tiene el hidrógeno verde para acelerar La transición energética global.
