Hidrógeno verde | Alfa Laval

Hidrógeno verde

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En el camino hacia una sociedad climáticamente neutra, el hidrógeno ha vuelto a cobrar protagonismo en los últimos años a pesar de su coste. Es más, impulsados por pioneros visionarios y con el apoyo de los políticos, los últimos avances prometen un verdadero progreso.Se cree que en 2050 el hidrógeno verde podría representar hasta el 24% del mercado energético, por lo que la demanda seguirá creciendo a un ritmo rápido. Pero.. ¿Qué es exactamente el hidrógeno verde?

 

¿Qué es el hidrógeno?

El hidrógeno es un gas presente en forma bimolecular, su símbolo es H y representa el primer elemento de la tabla periódica. Es incoloro, inodoro y no venenoso. Es el elemento más común en el universo, constituye el 74% de la materia visible de nuestra Galaxia y es el propulsor clave que impulsa los procesos de fusión nuclear de las estrellas. ¡El hidrógeno es el motor del cosmos! En su forma "pura" y gaseosa es extremadamente escaso en la Tierra, siendo el elemento más ligero de la tabla periódica, 15 veces más ligero que el aire, tiende a dispersarse en el espacio. 

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Los colores del hidrógeno

El hidrógeno gris se obtiene mediante el uso de combustibles fósiles con emisiones de CO 2 a la atmósfera.

El hidrógeno azul  se obtiene mediante el uso de energía fósil, la producción se apoya en un sistema permanente de captura y almacenamiento del CO 2 generado en el proceso que permite su acumulación.

El hidrógeno verde  se obtiene de la producción de cero emisiones. El proceso de producción se lleva a cabo principalmente a través de la electrólisis del agua realizada utilizando energía producida a partir de fuentes renovables.

 

¿Qué es el hidrógeno verde?

El hidrógeno verde es un combustible de cero emisiones para el transporte o la generación de energía, para el calor en las industrias de proceso o los edificios, para el almacenamiento de energía y como una importante materia prima de la industria química. Su potencial para posibilitar la transición energética es enorme, sobre todo, en los sectores más reacios.

¿Cómo se obtiene el hidrógeno verde?

El hidrógeno está presente en abundancia en la naturaleza, pero no aislado, sino enlazado con otros elementos. Esto hace que su producción sea costosa y requiera una gran cantidad de energía. Un proceso muy común para su producción es la electrólisis. Con la ayuda de una corriente eléctrica, el agua se divide en hidrógeno y oxígeno. Si esta electricidad procede exclusivamente de fuentes renovables, como la energía eólica o solar, se denomina hidrógeno verde.

En Alfa Laval disponemos de la más amplia oferta de intercambiadores de calor rentables para la producción, distribución, transporte, almacenamiento y uso de hidrógeno verde. Nuestras tecnologías probadas son fruto de 90 años de evolución y se utilizan en varios procesos de la economía del hidrógeno. ¿Le interesa saber cómo podemos apoyarle en su proceso? Póngase en contacto con nosotros hoy mismo.

Soluciones de hidrógeno verde

Alfa Laval cuenta con una amplia oferta de tecnologías térmicas y de separación que son perfectas para permitir la transición al hidrógeno verde. Para la fabricación de electrolizadores (PEM, alcalinos o SOEC), ofrecemos intercambiadores de calor de placas eficientes para la refrigeración de electrolitos, hidrógeno y oxígeno.

Nuestra oferta de intercambiadores de calor de placas también incluye tecnologías de desalinización que le permiten aprovechar el agua de mar o de río en su producción, lo que es ideal si su planta se encuentra en alta mar. Además, nuestras soluciones de transferencia de calor permiten recuperar y reutilizar el calor residual del electrolizador para desalar agua o para otros fines sostenibles, como la calefacción urbana.

Nos dirigimos tanto a la producción como al almacenamiento, con soluciones únicas para la compresión y la refrigeración y con innovadores intercambiadores de calor soldados para estaciones de repostaje. Nuestra tecnología Vertido Cero de Líquidos (ZLD) es una solución sostenible que reduce los residuos derivados del almacenamiento de hidrógeno.

En Alfa Laval también disponemos de soluciones únicas de transferencia de calor para pilas de combustible y power-to-X. Póngase en contacto con nosotros hoy mismo para saber cómo podemos ayudarle a hacer la transición al hidrógeno verde.

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Caso de estudio: El uso de hidrógeno en el proceso de fabricación de acero

El hidrógeno verde lleva mucho tiempo siendo la gran esperanza para alcanzar los objetivos climáticos de Europa. Ahora, en Alemania, un nuevo proyecto piloto está demostrando que es posible hacerlo realidad. Con los intercambiadores de calor de Alfa Laval, Thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers GmbH está probando hidrógeno en lugar de carbón de inyección para reducir las emisiones de CO2 en las operaciones de los altos hornos de su planta de Duisburgo. El único residuo de este nuevo proceso es vapor de agua.

Este proyecto, financiado por el gobierno alemán, aprovecha los gases metalúrgicos que se generan en la fabricación de acero para producir químicos, con lo que reduce las emisiones de CO2 tanto en la fabricación de acero como en la producción de químicos. Lea la historia completa para saber más sobre el papel decisivo que ha desempeñado la tecnología de Alfa Laval en este proyecto piloto.


Leer caso de estudio

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Los múltiples beneficios del hidrógeno

El hidrógeno como combustible

El hidrógeno no deja gases de escape cuando se quema. Esto hace que el gas sea un sustituto ideal del carbón, el petróleo y el gas natural en el transporte y la industria. En forma comprimida, tiene una alta densidad energética y, por lo tanto, es adecuado para alimentar el transporte de larga distancia por tierra, por mar y posiblemente incluso por aire. Para ello, puede quemarse o convertirse en electricidad en una pila de combustible. Las baterías, como las que se utilizan en los coches eléctricos, tienen limitaciones para los trayectos largos. Son pesadas y ocupan demasiado espacio.

El hidrógeno como almacenamiento de energía

Cuanta más energía renovable utilicemos, más importante será hacer frente a las fluctuaciones de su disponibilidad. El hidrógeno es una molécula que puede transportarse y almacenarse, con total independencia de cuándo y dónde esté disponible la fuente de energía renovable.

Amoníaco producido con hidrógeno verde

El amoníaco no sólo es uno de los productos químicos más utilizados, sino que también es adecuado para el almacenamiento de energía. Si el hidrógeno necesario para su producción se produce exclusivamente con la ayuda de energías renovables, se denomina amoníaco verde. El amoníaco tiene una densidad energética mucho mayor que el hidrógeno y, por tanto, es aún más fácil de transportar y almacenar.

Hidrógeno para la producción de metanol

El CO2 también puede convertirse en metanol al reaccionar con el hidrógeno. La ventaja: el metanol es el componente básico de muchos productos químicos cotidianos y, al igual que el amoníaco, es fácil de almacenar y transportar.

La electrólisis requiere refrigeración y condensación. Hay que tener en cuenta los distintos materiales y los requisitos de presión, temperatura y resistencia. El hidrógeno gaseoso, por ejemplo, es ultra inflamable y, en las condiciones adecuadas, reacciona violentamente cuando entra en contacto con el aire o el oxígeno. En el lado del agua, sin embargo, tiene un papel primordial la purificación, en función de la calidad del agua de refrigeración. Los retos son muchos y complejos, ya que es esencial considerar aspectos como qué sellado es el mejor, qué material cumple con todos los requisitos, cuál es la mejor manera de controlar el ensuciamiento y cómo se puede utilizar de forma óptima el limitado espacio de instalación disponible. Aquí es donde entra en juego la experiencia de Alfa Laval.

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Tecnologías para la transición al hidrógeno verde

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Intercambiadores de calor y placas con juntas 

La amplia gama de intercambiadores de calor de bastidor y placas con juntas de Alfa Laval es la opción ideal para el electrolizador de cualquier planta de hidrógeno verde. Gracias a su reducido tamaño y a su alta eficiencia, nuestros intercambiadores de calor de placas con juntas son la solución perfecta para plantas modularizadas, con la posibilidad de ampliarlos para cubrir futuras necesidades. Tienen la mejor capacidad de transferencia de calor de su clase, lo que reduce el tiempo de recuperación de sus proyectos de integración de calor. Disponibles en una amplia gama de materiales (incluso sin hierro, como el níquel), estos intercambiadores de calor prometen un funcionamiento fiable durante toda la vida útil del electrolizador.


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Intercambiadores de calor de circuito impreso 

Los intercambiadores de calor de circuito impreso de Alfa Laval han demostrado rendir durante muchos años y combinan una robustez e integridad superiores con una tasa de transferencia de calor excepcionalmente alta, todo ello con un tamaño hasta un 85% más pequeño y ligero que los intercambiadores de calor de carcasa y tubos comparables. Gracias a su resistente diseño, soporta presiones de hasta 1.000 barg (14.500 psi) y temperaturas que lo hacen ideal para procesos extremos: desde criogenia hasta tareas a altísimas temperaturas. Nuestra exclusiva tecnología anticongelación permite utilizarlo en toda la cadena energética de las estaciones de distribución de hidrógeno: desde el H2 líquido hasta el gas.


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Generadores de agua dulce 

Los generadores de agua dulce (FWG) de Alfa Laval pueden ser la mejor solución para abastecer el proceso de electrólisis con agua de buena calidad, lo que prolonga la vida útil de los electrolizadores. Las placas de titanio garantizan alto tiempo de funcionamiento y alta fiabilidad del proceso de desalinización. Con más de 30.000 unidades vendidas en 60 años en los sectores marítimos y de alta mar, garantizan un funcionamiento fiable en el menor espacio posible en sistemas centralizados y descentralizados para la producción de hidrógeno verde.


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Sistemas Vertido Cero de Líquidos 

Los sistemas ZLD de Alfa Laval son soluciones robustas y compactas diseñadas para minimizar -hasta casi eliminar- el vertido de líquidos en una amplia gama de procesos, incluyendo las cavernas subterráneas. Los sistemas ZLD separan la sal y permiten reutilizar el agua para inyección al combinar soluciones térmicas y tecnologías de separación, con el evaporador AlfaFlash como centro neurálgico del conjunto.


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Aeroenfriador de superficie húmeda (WSAC)

Los aeroenfriadores de superficie húmeda (WSAC®) son perfectos para todas las necesidades de refrigeración en compresión y transporte de hidrógeno. Se trata de sistemas de refrigeración evaporativa y de condensación de circuito cerrado y construidos a medida. Como el sistema WSAC enfría directamente el fluido del proceso, puede alcanzar temperaturas más bajas y es más compacto que cualquier otra tecnología de enfriamiento con aire. Y como no necesita agua dulce de alta calidad, sino que reutiliza las aguas residuales de baja calidad como medio de refrigeración, también es una solución muy sostenible.


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Intercambiadores de placas soldados mediante fusión 

Nuestra tecnología de unión patentada AlfaFusion nos permite desarrollar intercambiadores de calor altamente eficientes y compactos fabricados íntegramente en acero inoxidable. Como prácticamente no necesitan mantenimiento y son capaces de soportar altas presiones y temperaturas, son perfectos para la transferencia de calor en procesos difíciles, como aquellas con temperaturas que se acercan a los 600 °C.


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Otras soluciones sostenibles

 

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Soluciones de transferencia de calor para pilas de combustible

Las pilas de combustible están llamadas a convertirse en una de las claves fundamentales para resolver el gran rompecabezas de la transición energética. ¿Quiere información sobre soluciones de membranas de electrolito polimérico (MEP), pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) o pilas de combustible para aplicaciones estacionarias? En Alfa Laval nos avala una amplia experiencia en tecnología térmica y podemos ayudarle a satisfacer las demandas de las aplicaciones más exigentes.

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Soluciones de transferencia de calor para Power-to-X

Power-to-X consiste en la conversión de electricidad en gas, combustibles líquidos o productos químicos, como el e-amoniaco, el e-metanol, el metano, el hidrógeno verde y el gas de síntesis. Es un medio de lograr la descarbonización de la industria, el transporte y la energía, ofreciendo además una importante solución de almacenamiento de energía. Avalado por décadas de experiencia proporcionando soluciones a la industria química, Alfa Laval es capaz de complementar la Power-to-X con su amplio abanico de intercambiadores de calor eficientes.


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