Hidrogeno como vector energético
Páginas: 5 (1026 palabras)
Publicado: 27 de febrero de 2014
HIDRÓGENO COMO VECTOR ENERGÉTICO
El hidrógeno es el elemento químico más ligero y abundante en el universo, es una forma emergente de acumular energía que podría reemplazar a una gran parte de los actuales sistemas basados en combustibles fósiles.
En nuestro planeta apenas se encuentra en estado libre (200 Mt). Aunque su producción es un proceso fundamentalmente endotérmico, es decir,siempre gastaremos más energía en producirlo que el que obtendremos en su utilización, la consideración del proceso económico y de gestión global de esta fuente energética en las esperadas condiciones futuras de la demanda energética puede aportar un resultado final que la convierta en competitiva. Esto quiere decir que, o bien, su producción debe ser fácil y barata, o el coste y la oportunidad de susustitución justifican su uso.
El hidrógeno destaca como combustible por el carácter limpio de su energética reacción de oxidación para formar agua (242 kJ/mol) y porque ésta es casi tres veces más energética por unidad de masa que la reacción de oxidación de los hidrocarburos y resto de combustibles fósiles.
Esta nueva fuente energética adquiere valor económico y competitividad alser una alternativa del petróleo y del gas, sobre todo en el transporte, y al incorporarse al ‘mix’ energético. El carácter finito de los combustibles fósiles, que en el caso del petróleo y del gas tienen fecha actual de agotamiento en el presente siglo, unido a la preocupación de estar concluyendo la fase de explotación fácil y de bajo coste del petróleo, inciden en la creciente importancia delhidrógeno como energía sustitutiva de estos. Además, hay que añadir que es una fuente energética limpia de gases del efecto invernadero en su uso, aunque no sea así en todos los métodos de producción.
En la actualidad, el hidrógeno se obtiene principalmente a partir de los combustibles fósiles, generándose gases de efecto invernadero. Sin embargo es posible su producción limpia medianteelectrólisis del agua o disociando directamente esta molécula con temperaturas del orden de los2.500 ºC. Este último procedimiento es objeto de investigación y está registrando avances muy importantes mediante los nuevos ciclos termoquímicos con catalizadores avanzados y membranas, logrando reducir dicha temperatura al entorno de los 900 ºC o incluso 550 ºC.
En la producción del calornecesario para alcanzar las citadas temperaturas y sin verter gases del efecto invernadero, se abren paso los reactores nucleares de alta temperatura (HTGR), para el rango de los 950 ºC y se añaden los reproductores rápidos para los valores de 550 ºC. En la actualidad hay funcionando prototipos de reactores HTGR conectados a una planta de generación de hidrógeno con un plan de pruebas enfocado a disponerde un modelo comercial en la próxima década. También existe una oportunidad para la energía solar mediante su concentración.
Téngase en cuenta que una tonelada de hidrógeno producida por el sistema actual de reformado (descomposición) de la molécula del gas natural (metano) genera 7,75 t de CO2, provenientes un 70% de la reacción química y un 30% de quemar parte de este metano paraalcanzar la temperatura de reacción. Si en su lugar se aportase directamente vapor de agua calentado por un reactor nuclear entonces el CO2 sería un 30% menos.
Las reacciones de reformado del metano se realizan con un catalizador de níquel y a temperatura entre 550 y 900 ºC:
CH4 + H2O ↔ CO + 3H2 – 206 kJ/mol
CH4 + 2H2O ↔ CO2 +3H2 – 165 kJ/mol
CO2 + H2O ↔CO2 + H2 + 41 kJ/mol
Laelectrolisis mediante energía eléctrica ahora supone el 4% del total producido, con la restricción de su elevado coste. Se abre la posibilidad de producir esta electricidad con energías renovables pero hay que considerar los condicionantes que conlleva por su irregularidad, la ocupación del terreno necesaria y los costes finales de transporte, ya sea del hidrógeno o de la energía eléctrica....
El hidrógeno es el elemento químico más ligero y abundante en el universo, es una forma emergente de acumular energía que podría reemplazar a una gran parte de los actuales sistemas basados en combustibles fósiles.
En nuestro planeta apenas se encuentra en estado libre (200 Mt). Aunque su producción es un proceso fundamentalmente endotérmico, es decir,siempre gastaremos más energía en producirlo que el que obtendremos en su utilización, la consideración del proceso económico y de gestión global de esta fuente energética en las esperadas condiciones futuras de la demanda energética puede aportar un resultado final que la convierta en competitiva. Esto quiere decir que, o bien, su producción debe ser fácil y barata, o el coste y la oportunidad de susustitución justifican su uso.
El hidrógeno destaca como combustible por el carácter limpio de su energética reacción de oxidación para formar agua (242 kJ/mol) y porque ésta es casi tres veces más energética por unidad de masa que la reacción de oxidación de los hidrocarburos y resto de combustibles fósiles.
Esta nueva fuente energética adquiere valor económico y competitividad alser una alternativa del petróleo y del gas, sobre todo en el transporte, y al incorporarse al ‘mix’ energético. El carácter finito de los combustibles fósiles, que en el caso del petróleo y del gas tienen fecha actual de agotamiento en el presente siglo, unido a la preocupación de estar concluyendo la fase de explotación fácil y de bajo coste del petróleo, inciden en la creciente importancia delhidrógeno como energía sustitutiva de estos. Además, hay que añadir que es una fuente energética limpia de gases del efecto invernadero en su uso, aunque no sea así en todos los métodos de producción.
En la actualidad, el hidrógeno se obtiene principalmente a partir de los combustibles fósiles, generándose gases de efecto invernadero. Sin embargo es posible su producción limpia medianteelectrólisis del agua o disociando directamente esta molécula con temperaturas del orden de los2.500 ºC. Este último procedimiento es objeto de investigación y está registrando avances muy importantes mediante los nuevos ciclos termoquímicos con catalizadores avanzados y membranas, logrando reducir dicha temperatura al entorno de los 900 ºC o incluso 550 ºC.
En la producción del calornecesario para alcanzar las citadas temperaturas y sin verter gases del efecto invernadero, se abren paso los reactores nucleares de alta temperatura (HTGR), para el rango de los 950 ºC y se añaden los reproductores rápidos para los valores de 550 ºC. En la actualidad hay funcionando prototipos de reactores HTGR conectados a una planta de generación de hidrógeno con un plan de pruebas enfocado a disponerde un modelo comercial en la próxima década. También existe una oportunidad para la energía solar mediante su concentración.
Téngase en cuenta que una tonelada de hidrógeno producida por el sistema actual de reformado (descomposición) de la molécula del gas natural (metano) genera 7,75 t de CO2, provenientes un 70% de la reacción química y un 30% de quemar parte de este metano paraalcanzar la temperatura de reacción. Si en su lugar se aportase directamente vapor de agua calentado por un reactor nuclear entonces el CO2 sería un 30% menos.
Las reacciones de reformado del metano se realizan con un catalizador de níquel y a temperatura entre 550 y 900 ºC:
CH4 + H2O ↔ CO + 3H2 – 206 kJ/mol
CH4 + 2H2O ↔ CO2 +3H2 – 165 kJ/mol
CO2 + H2O ↔CO2 + H2 + 41 kJ/mol
Laelectrolisis mediante energía eléctrica ahora supone el 4% del total producido, con la restricción de su elevado coste. Se abre la posibilidad de producir esta electricidad con energías renovables pero hay que considerar los condicionantes que conlleva por su irregularidad, la ocupación del terreno necesaria y los costes finales de transporte, ya sea del hidrógeno o de la energía eléctrica....
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.