El CEO de Tesla, Elon Musk, hace un gesto cuando llega a la ceremonia de los Premios Axel Springer, en Berlín, el ... [+]
PISCINA / AFP a través de Getty Images
El contexto es de transición de la energía fósil a las renovables. Un aspecto clave de esto es el transporte a través de vehículos de gasolina o diésel y su transición a motores eléctricos impulsados por baterías o hidrógeno. La industria de los combustibles fósiles debería preocuparse por la eficiencia y el costo del transporte sostenible, porque eso determinará la velocidad de la transición que probablemente afectará la disminución de la producción de petróleo y quizás la industria del petróleo y el gas en sí.
Elon Musk conoce las baterías. Los construye: para propulsar automóviles y camiones, en un sujetalibros, hasta gigantes a escala de red que almacenan y estabilizan energía eléctrica para cientos de hogares y empresas comerciales, en el otro sujetalibros.
La semana pasada, 12 de mayo de 2022, Almizcle dijo el hidrógeno "es la cosa más tonta que podría imaginar para el almacenamiento de energía". Esta no es la primera vez, ya que Musk ha hecho comentarios negativos similares en los últimos años. Hace unos años, Musk les dijo a los periodistas que las celdas de combustible de hidrógeno eran "extremadamente tontas".
El tonto comentario sobre el almacenamiento de hidrógeno fue una declaración radical. ¿Se refería Musk al almacenamiento de electricidad a escala de red? ¿O al almacenamiento en vehículos eléctricos, vehículos eléctricos como automóviles, camiones y autobuses? ¿O ambos?
Echemos un vistazo más profundo a las aplicaciones de la energía del hidrógeno y su papel en el almacenamiento de electricidad a diferencia de las baterías.
The Big-Battery en Hornsdale Power Reserve en Australia del Sur.
Caja de David
Almacenamiento de hidrógeno a escala de red.
A primera vista, parece que Musk estaba hablando de almacenamiento de electricidad a escala de red, porque habló de enormes tanques de combustible de hidrógeno líquido o gaseoso que serían necesarios para el almacenamiento de hidrógeno. Otro informe apoya esto.
Pero no se olvide de las grandes baterías que Tesla
La batería almacena y estabiliza la energía de los parques eólicos que generan electricidad en el sur de Australia casi libre de carbono. La batería puede alimentar 8,000 casas durante 24 horas o más de 30,000 casas durante una hora.
Pero Musk podría haber estado hablando del hidrógeno como fuente de energía en automóviles y camiones...
Energía de hidrógeno para vehículos eléctricos de automóviles y camiones.
Con mucho, la fuente de energía más común para los vehículos eléctricos es la electricidad almacenada en baterías.
Pero la electricidad puede obtenerse de una celda de combustible químico en la que el hidrógeno reacciona con el oxígeno en una celda similar a una batería para producir electricidad y agua. Existen muchos tipos diferentes de celdas de combustible. Pero el hidrógeno es inflamable y puede provocar incendios o explosiones. Una celda de combustible puede ser peligrosa, especialmente si un EV se estrella.
Las pilas de combustible de hidrógeno tienen ciertas ventajas: (1) una densidad de almacenamiento de energía mucho mayor que las baterías de iones de litio, (2) una mayor autonomía de conducción, (3) más ligeras y ocupan menos espacio, y (4) un tiempo de recarga mucho más corto.
En un desconcertante comentario de Twitter, el 1 de abril de este año, almizcle anunció que presentaría autos Tesla que usan celdas de combustible de hidrógeno. Esto parece ser una ingeniosa broma del Día de los Inocentes.
Los pros y los contras esenciales de las baterías EV frente a las pilas de combustible de hidrógeno han sido documentados. He aquí un resumen:
“La batería de un automóvil moderno puede almacenar 250 vatios-hora de energía por cada kilogramo de iones de litio. Un kilogramo de hidrógeno, por su parte, tiene 33,200 de esos vatios-hora por kilo. No, eso no es un error. Sí, el hidrógeno es más de 100 veces más denso en energía que una batería de iones de litio”.
“Los vehículos eléctricos que funcionan con baterías son fenomenalmente eficientes. Dependiendo del modelo, pueden presumir de una eficiencia de pozo a rueda de alrededor del 70 al 80 por ciento. En comparación, un vehículo eléctrico impulsado por celdas de combustible de hidrógeno (FCEV) es positivamente parco, con una eficiencia general de alrededor del 30 al 35 por ciento... El hecho es que convertir electricidad en hidrógeno solo para luego volver a convertirla nunca va a ser tan eficiente como alimentar directamente una batería”.
Según este informe, el menor tiempo de repostaje es lo que ahorra pilas de combustible de hidrógeno. Las estaciones de carga actuales requieren alrededor de 6 horas para repostar un semirremolque a batería con un alcance de 500 millas. Pero Toyota y Kenworth ya tienen semirremolques de hidrógeno que se pueden repostar en 15 minutos. Este es un cambio de juego para el transporte de larga distancia sin emisiones de carbono.
Camiones de hidrógeno de Hyzon.
Aunque las baterías de iones de litio son el mercado comercial para pasajeros y otros vehículos eléctricos livianos, la energía de hidrógeno se está probando para el transporte de larga distancia con un sistema de propulsión más liviano.
Hyzon Motors es una empresa de Rochester, Nueva York, que desarrolla celdas de combustible y construye camiones. Después de investigar durante 20 años, Hyzon ha creado pilas de celdas de combustible que tienen la potencia más alta del mundo, son más livianas en peso aproximadamente a la mitad y son más baratas a la mitad.
Se esperaba que los camiones piloto estuvieran en la carretera este año, 2022. Para el camión más pequeño, se pueden almacenar 5 cilindros de hidrógeno en un solo estante. Una segunda versión está diseñada para contener 10 cilindros de hidrógeno para viajes más largos.
Otras necesidades de combustible de hidrógeno.
En la transición de las energías fósiles a las renovables, existen los llamados sectores difíciles de reducir que no se pueden electrificar fácilmente para usar electricidad verde.
Además de los camiones de larga distancia, los aviones y los barcos son casos en los que las baterías serían demasiado grandes o pesadas para transportarlas. El hidrógeno contiene aproximadamente tres veces la energía por kilogramo de diesel o gasolina.
Los hornos industriales de carbón son demasiado calientes o demasiado caros para ser calentados con electricidad verde. En lugar de carbón, petróleo o gas natural, el hidrógeno puede funcionar como combustible para proporcionar el inmenso calor necesario en los altos hornos. para crear acero verde. La siderúrgica sueca SSAB AB se está asociando con Volvo Cars para desarrollar acero libre de combustibles fósiles. Volvo será la primera compañía automotriz en probar y utilizar acero verde en un automóvil conceptual. Está previsto que la producción comercial de acero verde comience en 2026.
Hidrógeno verde versus azul.
El hidrógeno verde se produce por electrólisis del agua, pero esto es ineficiente. Según Musk, la cantidad de energía requerida (electricidad que idealmente debería ser verde más energía para comprimir y licuar el hidrógeno) es asombrosa.
El hidrógeno azul es una forma alternativa hecha de gas metano. El 99% del hidrógeno producido hoy en día es hidrógeno azul porque es mucho más barato que el hidrógeno verde. Pero es una premisa falsa cuando se ofrece como una solución libre de carbono para almacenar combustible o energía.
El gas metano se utiliza como materia prima en el proceso de producción de hidrógeno azul. El metano proviene de la perforación y fracking de pozos de gas o petróleo, donde la quema de gas y las fugas de metano en pozos y tuberías pueden contribuir significativamente al calentamiento global. Entonces, una energía fósil carbonatada se usa para producir hidrógeno libre de carbono a partir de energía.
Pero no es exactamente libre de carbono, ya que la descomposición química del metano genera hidrógeno y un subproducto, el CO2, que en sí mismo es uno de los principales gases de efecto invernadero (GEI) que debe eliminarse.
Entre estos dos aspectos negativos se encuentra un combustible libre de carbono que se quema para producir solo agua. Una forma de mejorar el proceso es obtener metano como materia prima de fuentes de biogás, como vertederos o estiércol de vaca, por ejemplo.
El hidrógeno es portátil..
La Agencia Internacional de la Energía (AIE) señaló otra ventaja de almacenamiento de hidrógeno. Es compacto como un líquido y se puede transportar con cuidado a largas distancias. Por ejemplo, países como Australia con grandes fuentes de energías renovables solar y eólica podrían producir hidrógeno por electrólisis y transportarlo en camiones cisterna a ciudades hambrientas de energía en el sudeste asiático.
Generador de hidrógeno BayoTech en Albuquerque, Nuevo México.
BayoTech
Producción de hidrógeno en Nuevo México
BayoTech es una empresa que en realidad produce combustible de hidrógeno en Nuevo México. BayoGas Hub reclama un generador más pequeño y eficiente que hace que el hidrógeno sea más barato y con una huella de carbono más baja que las grandes plantas centralizadas que entregan hidrógeno a los fabricantes de productos químicos y las refinerías.
Las materias primas pueden ser gas natural limpio u otras fuentes de biogás renovables que pueden producir hidrógeno con carbono negativo.
Se están implementando tres centros de hidrógeno en los EE. UU. en 2022, con planes para expandir la red en el Reino Unido y en todo el mundo. Cada uno de los centros de hidrógeno en la red de BayoTech produce de 1 a 5 toneladas de hidrógeno por día. El hidrógeno se entrega localmente en remolques de transporte de alta presión que transportan cilindros de gas.
Para sus planes de transporte masivo, la ciudad de Champaign-Urbana en Illinois tiene una flota creciente de autobuses eléctricos híbridos y de celdas de combustible de hidrógeno. La ciudad desplegó dos autobuses de celdas de combustible de hidrógeno en 2021.
Antes de que se completara el generador de hidrógeno en el sitio. BayoTech fue llamado para proporcionar hidrógeno portátil en camiones de transporte de alta presión, que cargaban las pilas de combustible para que los empleados pudieran probar los autobuses.
Según BayoTech, los autobuses con celdas de combustible de hidrógeno funcionan tan bien como los autobuses diésel convencionales, pero con cero emisiones de GEI del tubo de escape. Las ventajas sobre los motores eléctricos a batería incluyen un alcance de 300 millas, un tiempo de reabastecimiento de combustible de solo 10 minutos y estaciones de servicio que pueden acomodar hasta 100 autobuses.
Es notable que una gran cantidad de dinero, $ 8 mil millones, se destinó en la Ley de Infraestructura de 2021 para establecer centros de hidrógeno, un mínimo de cuatro de ellos, en los EE. UU.
La visión de hidrógeno de BP en Teesside, Reino Unido.
En 2020, bp se reinventó como una empresa integrada como se resume en su Energy Outlook 2020.
Su última empresa renovable es el hidrógeno de Teesside, en referencia a un centro industrial en la costa noreste de Inglaterra.
El la visión es para Teesside convertirse en un importante centro de hidrógeno para el transporte en aviación, transporte marítimo y camiones pesados, todos sectores en los que es difícil utilizar la energía de la batería. Pero el concepto también incluiría energía para industrias difíciles de reducir, como la del cemento y la siderúrgica.
El plan original, llamado H2Teesside, iba a generar hidrógeno azul por descomposición de metano, CH4, mientras que el subproducto de CO2 sería capturado y enterrado bajo el océano por un proceso llamado CCS.
La reciente incorporación de HyGreen electrolizaría el agua en hidrógeno verde y oxigeno Esto es más caro debido al costo de la electrólisis y la electricidad limpia si se usa.
bp tiene firmó un acuerdo con dai
Los proyectos de Teesside de bp encajan con los objetivos del gobierno del Reino Unido. Combinados, HyGreen y H2Teesside podrían generar 1.5 GW de producción de hidrógeno y entregar el 30 % del objetivo del gobierno de 5 GW para 2030.
Para llevar.
Hay dos grandes aspectos negativos que perjudican los beneficios del hidrógeno azul y lo dejan con una huella de carbono significativa. El hidrógeno verde es demasiado caro en este momento.
Según la Energía rystad, una industria de combustible de hidrógeno asequible y más ecológica, que ahora es cara, será demasiado poco y demasiado tarde. Para 2050, solo el 7% de la energía mundial será hidrógeno para dar servicio a una industria de nicho para alimentar fábricas de aviación, transporte marítimo y metales y productos químicos.
A pesar de las proyecciones limitadas de Rystad para el futuro del hidrógeno y la condena de Elon Musk del hidrógeno como almacenamiento de energía, parece que el hidrógeno desempeñará un papel activo en el almacenamiento de energía.
Los proyectos de hidrógeno a pequeña y gran escala se encuentran en etapas de planificación o ya están en funcionamiento, y una mayor innovación consolidará el valor del hidrógeno como un componente de nicho de un futuro bajo en carbono.
Fuente: https://www.forbes.com/sites/ianpalmer/2022/05/15/is-elon-musk-right-or-wrong-to-dismiss-hydrogen-as-a-storage-for-energy/