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Usos del Hidrógeno

Mercado actual

El mercado actual del hidrógeno está principalmente orientado al uso directo de la molécula como materia prima para la industria de fabricación de químicos como amoníaco y metanol, que constituyen casi dos tercios de la demanda industrial. Alrededor del 50% del consumo mundial de hidrógeno se destina a la producción de amoníaco para fertilizantes y explosivos, casi el 10% se usa para metanol (plásticos y combustibles), el 25% se destina a la refinería (hidrotratamiento e hidrocraqueo). El resto corresponde a la industria química, acero, del vidrio, farmacéutica y alimenticia.

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Usos del hidrógeno [Tractebel - modificado por H2 chile].

Mercado futuro

El mercado futuro  del hidrógeno, impulsado por una transición energética global que apunta a descarbonizar todo el sistema energético, tendrá una participación mucho mayor debido a la capacidad inherente de este vector para acoplar diferentes sectores. Según el Hydrogen Council, el mercado del hidrógeno al 2050 podría representar un 18% del uso de energía final, equivalente a un mercado de 2.5 trillones de dólares americanos anuales y lograr abatir cerca de 6 Gton/año de emisiones de CO2, equivalente a cerca del 20% de las emisiones actuales.

 

El sistema energético actual depende en gran parte de los combustibles fósiles y, aparte de la cogeneración, existen pocas conexiones entre los diferentes sistemas de transmisión y distribución de energéticos. En un sistema futuro, el hidrógeno podría desempeñar un papel fundamental al conectar diversas infraestructuras (por ejemplo redes de gas natural con activos de transmisión eléctrica) en un sistema de energía global con bajas emisiones de carbono.

 

Durante la transición energética, la participación de energías renovables variables (VRE) en el mix de generación eléctrica ha aumentado considerablemente. La energía eólica y fotovoltaica han experimentado la mayor expansión, sin embargo, la disponibilidad de estas energías renovables fluctúa con el tiempo. Al mismo tiempo, el sistema eléctrico requiere un equilibrio constante entre la generación y la demanda. Si la participación de las VRE excede alrededor de un tercio de la generación de electricidad, se requerirán medidas especiales/adicionales para mantener la confiabilidad del suministro eléctrico. De lo contrario, puede ser necesario limitar la producción o el uso de renovables (fenómeno conocido como vertimiento o curtailment).

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Concepto Power-to-X, representando como el hidrógeno producido por energías renovables permite una descrabonización multisectorial.

¿Qué es Power-to-X?

El almacenamiento de energía va a jugar un papel importante en una mejor integración del sistema. Hasta ahora, las centrales hidroeléctricas de almacenamiento por bombeo han dominado la capacidad de almacenamiento de electricidad, aunque representan menos del 3% de la generación eléctrica mundial.

 

El almacenamiento de electricidad a corto plazo en baterías para plantas pequeñas se está desarrollando dinámicamente, sin embargo, el almacenamiento a largo plazo de grandes volúmenes de energía requiere nuevos tipos de almacenamiento, como el almacenamiento de sustancias químicas en forma de hidrógeno.

 

El hidrógeno se puede obtener por electrólisis a partir de excedentes de electricidad de fuentes renovables en momentos de baja demanda. Si hay una demanda de energía correspondiente, el hidrógeno puede satisfacerla directamente, sin embargo, también puede almacenarse en estanques como gas presurizado y recuperarse cuando los suministros son bajos. Finalmente, el hidrógeno se puede convertir en otros portadores de energía. Convirtiendo la electricidad renovable a través de hidrógeno en otros portadores de energía, el concepto Power-to-X (PtX), puede resultar en diferentes vías de utilización como se muestra en la figura de arriba.

Power to Hydrogen se refiere al uso de electricidad renovable para producir hidrógeno por electrólisis.

 

Power to Gas se refiere a:

 

• Inyectar hidrógeno gaseoso a la red de tuberías de gas existentes (también conocido como blending de hidrógeno).

• Combinar H2 y CO2 (de CCU o Biogás, por ejemplo) para producir metano (y agua), el cual puede inyectarse directamente en la infraestructura de gas existente.

 

Power to fuel se refiere al uso del hidrógeno como combustible para aplicaciones de movilidad.

 

Power to Chemicals se refiere al uso de hidrógeno como materia prima para la producción de productos químicos como amoníaco, peróxido de hidrógeno, hidrocarburos, entre otros.

 

Power to Liquid se refiere el uso de hidrógeno para producir combustibles líquidos de alta densidad, como el metanol, diésel o gasolina, para aquellas aplicaciones donde el hidrógeno gaseoso no es adecuado (transporte marítimo o aéreo).

 

Power to Power se refiere al uso del hidrógeno como medio de almacenamiento de energía. Implica la reconversión del hidrógeno en electricidad mediante el uso de celdas de combustible, motores de combustión interna y/o turbinas de gas.