No hay un único camino hacia la descarbonización, y la conocida frase “transición energética” reconoce que el progreso se basa en ir paso a paso.
Para satisfacer la creciente demanda de reducción de gases de efecto invernadero, las empresas buscan adoptar el hidrógeno ecológicamente responsable como fuente de energía flexible e infinitamente renovable.
El hidrógeno gana impulso debido al alto grado de flexibilidad de su origen y usos. No solo proviene de fuentes tradicionales basadas en hidrocarburos, como petróleo, gas o carbón, sino que también se puede crear utilizando electricidad renovable basada en energía eólica y solar por medio de un proceso llamado electrólisis.
Las diferentes maneras en que se produce hidrógeno, y el perfil de emisiones correspondiente en la producción, se etiquetan coloquialmente por color. Por ejemplo, el hidrógeno renovable o “H2 verde” proviene de fuentes puramente renovables sin emisiones, mientras que el “hidrógeno gris” proviene de fuentes basadas en carbono cuyas emisiones son liberadas a la atmósfera. Las fuentes descarbonizadas o “H2 azul” también provienen de hidrocarburos (generalmente gas natural limpio), pero tienen la ventaja de la captura de carbono, que evita que las emisiones lleguen a la atmósfera.
A pesar de las recientes fluctuaciones en los precios, la infraestructura de gas natural proporciona un acelerador para la economía del hidrógeno. Con una abundante oferta de recursos naturales hay una oportunidad de convertir moléculas de gas en hidrógeno lo más cercano a donde se necesita.
El hidrógeno de origen renovable es, en última instancia, el más deseable desde el punto de vista de la sostenibilidad medioambiental, ya que el carbono nunca entra en el suministro de energía. Pero la infraestructura requerida para construir una adopción generalizada de hidrógeno a partir de fuentes verdes simplemente no es prioridad y no lo será por un largo tiempo. Esperar a esta infraestructura inhibirá aún más la capacidad mundial de cumplir con los objetivos de descarbonización cero neto.
Por otro lado, la infraestructura existente de gas natural es amplia y proporciona una manera rápida y segura de construir experiencias al utilizar hidrógeno en un amplio rango de aplicaciones.
Solo en los Estados Unidos, hay más de 3 millones de millas de ductos de gas natural y varios millones más en todo el mundo. A pesar de las recientes fluctuaciones en los precios, la infraestructura de gas natural proporciona un acelerador para la economía del hidrógeno. Con una abundante oferta de recursos naturales, hay una oportunidad de convertir moléculas de gas en hidrógeno lo más cercano a donde se necesita. Y a diferencia de su primo gris, el hidrógeno azul obtenido del gas natural incluye procesos de captura de carbono y almacenamiento subterráneo permanente para evitar la liberación de CO2 a la atmósfera.
En la actualidad, la mayor parte del hidrógeno producido, tanto en Estados Unidos como en el mundo, se realiza mediante el reformado de metano con vapor, un proceso de producción maduro en el que se utiliza vapor de alta temperatura para producir hidrógeno a partir de una fuente de metano, como el gas natural. Sin tecnología de captura de emisiones, el proceso de reformado de gas natural libera grandes cantidades de carbono a la atmósfera. Para hacer que el hidrógeno sea más sostenible, los fabricantes deben abordar las emisiones de este camino de producción. Esta es una pieza fundamental del rompecabezas para las industrias que adoptan hoy un plan de transición de energía limpia, mientras desarrollan soluciones ecológicas a largo plazo para el futuro.
El proceso de reformado de metano con vapor se divide en tres fases. En primer lugar, el gas natural reacciona con el vapor, la presión y un catalizador para producir hidrógeno, monóxido de carbono y una pequeña cantidad de dióxido de carbono. En la siguiente fase, conocida como “reacción de cambio de gas a agua”, el vapor y el monóxido de carbono reaccionan con un catalizador para producir dióxido de carbono y más hidrógeno. En la fase final, se crea el hidrógeno puro por medio de la “adsorción por oscilación de presión”, donde se eliminan el dióxido de carbono y otras impurezas. En el proceso tradicional de producción de hidrógeno gris, el dióxido de carbono residual se libera a la atmósfera. Por el contrario, con el hidrógeno azul, se captura la mayoría de las moléculas de dióxido de carbono y se devuelve bajo tierra para su almacenamiento a largo plazo.
Con más hidrógeno en el mercado, se puede adoptar energía más limpia de varias maneras. La mezcla del suministro de gas natural con hidrógeno renovable reduce las emisiones generales de GEI.
De hecho, estas tecnologías para salvar el futuro del combustible de hidrógeno más sostenible existen en la actualidad. Las soluciones del reformador de metano con vapor (SMR) de Emerson optimizan y estabilizan la operación del reformador para ayudar a los productores a mejorar la productividad, reducir la variabilidad, disminuir el consumo de energía, reducir las emisiones y minimizar los riesgos de seguridad. Estas soluciones incluyen la instalación de medidores Coriolis de Micro Motion en la alimentación de gas combustible o gas natural para controlar la relación entre vapor y carbono. Estos medidores preservan la seguridad, la vida útil del catalizador y los costos de energía. A medida que se produce hidrógeno a alta presión, las válvulas de control final y los reguladores de Emerson ayudan a mantener un proceso seguro y controlado. Para aumentar la eficiencia general e identificar fugas en el sistema, Emerson también utiliza la tecnología de adsorción por oscilación de presión (PSA). Estas soluciones (junto con otras tecnologías de Emerson, incluyendo el gemelo digital, los sistemas de control y monitorización y la plataforma Plantweb Optics), pueden ayudar a las empresas a convertir de manera eficiente y segura el gas natural en hidrógeno azul.
Con más hidrógeno en el mercado, se puede adoptar energía más limpia de varias maneras. La mezcla del suministro de gas natural con hidrógeno renovable reduce las emisiones generales de GEI y la adopción de hidrógeno azul también ofrece la oportunidad de aprovechar activos valiosos de energía e infraestructura, incluyendo reservas de combustibles fósiles y ductos de gas natural.
Una empresa que está avanzando con el hidrógeno renovable es el proveedor canadiense de energía Enbridge. Con la ayuda de la tecnología de Emerson, la empresa es la primera en utilizar electricidad renovable para producir hidrógeno libre de emisiones en Norteamérica. Enbridge también ha mezclado hidrógeno en la infraestructura de gas natural, en un programa piloto que proporciona energía más limpia a 3500 hogares. Este proyecto escalable es un ejemplo de cómo el hidrógeno azul puede ayudar a crear economías locales de bajo carbono y un futuro energético más sostenible.
Otro cliente de Emerson que impulsa la economía del hidrógeno es BayoTech, con sede en Albuquerque, N.M. Al suministrar la cadena de valor de hidrógeno de un extremo a otro, BayoTech innova en la forma en que se produce, suministra y consume el hidrógeno. La generación abarca desde el reformado de metano de gas natural con vapor, gases de rellenos sanitarios y biogás agrícola hasta fuentes renovables como la eólica y la solar.
A partir de finales de 2022, BayoTech se asociará con Savock Farms en Escocia para desviar parte del biometano producido mediante procesos de digestión anaeróbica para la inyección a la red de suministro in situ y destinarlo a la producción de hidrógeno. Con la tecnología de Emerson, el proyecto de BayoTech puede producir 1000 kilogramos o más de hidrógeno renovable por día para alimentar vehículos con cero emisiones en la región. Este proyecto replicable y escalable proporciona a los consumidores locales el acceso a hidrógeno carbono negativo. El proyecto también se alinea directamente con los planes de Escocia de instalar una capacidad de producción de hidrógeno renovable y bajo en carbono de al menos 5 gigavatios para 2030.
Encontrar soluciones de forma creativa para integrar soluciones energéticas más limpias es una victoria para las empresas, los responsables políticos y los consumidores. A medida que el mundo busca alcanzar el cero neto para 2050, el hidrógeno puede desempeñar un papel crítico en el abordaje de la necesidad global de una energía más limpia. La clave es eliminar barreras para la adopción para que podamos “aprender haciendo” y confiar más en el hidrógeno como una fuente de energía sostenible para el futuro.
