TEM. 1 CAP. 12 Sistemas de distribución de hidrógeno
Summary
TLDREl presente video ofrece una visión detallada sobre la investigación en electromovilidad y almacenamiento de energía, en colaboración entre el Instituto Politécnico Nacional y México Energía. Se discuten métodos de producción y almacenamiento de hidrógeno, destacando la electrólisis como el proceso más común para obtener hidrógeno verde. Se exploran diversas formas de almacenamiento, incluyendo gas, líquido y sólido, y se abordan los desafíos y soluciones para la distribución a gran escala. Además, se mencionan aplicaciones prácticas, como la posibilidad de utilizar baterías de hidrógeno en lugar de baterías de litio. Se profundiza en la distribución de hidrógeno a través de diferentes medios, como tuberías, barcos y ferrocarriles, y se comparan los costos y eficiencias de cada método. Se destaca la importancia del hidrógeno en la industria química y la agricultura, así como su potencial en la generación de energía eléctrica y en la producción de combustibles sintéticos. Finalmente, se destaca el impulso que la tecnología de hidrógeno está recibiendo debido a la situación en Ucrania y Rusia, y se mencionan los avances en la infraestructura de tuberías para el transporte de hidrógeno en Europa y Estados Unidos.
Takeaways
- 🌟 La producción de hidrógeno verde es la más común, obtenida principalmente a través de la electrólisis que requiere energía eléctrica producida por sistemas renovables como hidroeléctricas, fotovoltaicas, aerogeneradores y energía nuclear.
- ⚙️ El hidrógeno azul se produce a partir del gas natural y el petróleo, y su producción es conocida como hidrógeno negro cuando se utiliza en refinerías del petróleo.
- 🌱 El hidrógeno desempeña un papel importante en la agricultura, donde se combina con el nitrógeno para producir amoniaco, un componente clave en los fertilizantes.
- 🚛 La distribución de hidrógeno en forma de gas comprimido por carreteras es una opción viable, aunque con desafíos en la eficiencia debido a la pérdida de energía en el proceso de compresión.
- 💰 Los costos de compresión y almacenamiento del hidrógeno gaseoso son significativos, con una pérdida del 7% del poder calorífico debido a la compresión a 200 bar.
- 🔁 La distribución de hidrógeno a través de gasoductos requiere una inversión inicial considerable, pero puede ser rentable para demandas elevadas de hidrógeno, especialmente en países con infraestructuras existentes.
- 🌡 El hidrógeno líquido ofrece una mayor densidad energética y pureza, aunque su producción y distribución son más costosas que el hidrógeno en gas comprimido.
- 🚢 La distribución marítima de hidrógeno líquido es una opción en desarrollo, particularmente en países como Canadá, donde se han diseñado barcazas específicas para este propósito.
- 🛤 La distribución de hidrógeno por vía férrea es menos común en Europa pero sigue siendo una opción en Norteamérica para distancias superiores a 1500 kilómetros.
- ♻️ El hidrógeno también puede ser distribuido a través de la integración con el dióxido de carbono para crear combustibles sintéticos, como parte de la transición hacia tecnologías más sostenibles.
- ⏱ La distribución de hidrógeno en diferentes formas (gaseosa, líquida) depende de factores como la distancia, el consumo y la disponibilidad de infraestructura, lo que requiere de un enfoque multifacético en la planificación.
Q & A
¿Qué es la investigación en electromovilidad y almacenamiento de energía que se menciona en el video?
-Es un programa de vinculación entre el Instituto Politécnico Nacional y México Energía que se enfoca en la electrificación del transporte y el almacenamiento de energía, abordando temas como la producción, almacenamiento y distribución de hidrógeno.
¿Cómo se produce el hidrógeno en el proceso de electrólisis?
-El hidrógeno se produce por electrólisis, que es el proceso de separación del agua en hidrógeno y oxígeno mediante el uso de electricidad. Este proceso requiere energía eléctrica, la cual puede ser generada a partir de fuentes renovables como hidroeléctricas, fotovoltaicas, aerogeneradores y, en algunos casos, la energía nuclear.
¿Cuáles son las formas de almacenamiento de hidrógeno mencionadas en el video?
-El video menciona que el hidrógeno se puede almacenar en formas gaseosas, líquidas y sólidas. Cada forma tiene sus ventajas y desventajas en términos de eficiencia, facilidad de transporte y aplicaciones prácticas.
¿Por qué se considera que las baterías de hidrógeno podrían sustituir a las de litio en el futuro?
-Las baterías de hidrógeno son vistas como una alternativa potencial debido a su capacidad de almacenar y liberar grandes cantidades de energía de manera eficiente. Además, el hidrógeno es una fuente de energía más sostenible y limpia en comparación con los metales utilizados en las baterías de litio.
¿Cómo se distribuye el hidrógeno a gran escala en la actualidad?
-Actualmente, el hidrógeno se distribuye principalmente en forma gaseosa a través de tuberías, similar al sistema de distribución de gas natural. También se almacena y distribuye dentro de refinerías de petróleo para la producción de algunos productos derivados del petróleo.
¿En qué áreas se utiliza el hidrógeno fuera del sector energético?
-El hidrógeno también se utiliza en la agricultura, específicamente para la producción de amoniaco, que es una molécula clave en la fabricación de fertilizantes. Además, el amoniaco puede ser distribuido globalmente y luego utilizado para recuperar hidrógeno en el destino final.
¿Cómo se podría integrar el hidrógeno en las redes de gas existentes?
-El hidrógeno podría integrarse en las redes de gas existentes, pero requiere de adaptaciones, como comprensión previa y sistemas de bombeo específicos para hidrógeno. Además, se debe considerar la fragilización por hidrógeno, un proceso por el cual el hidrógeno hace que los metales se vuelvan más frágiles.
¿Cuáles son los desafíos técnicos y económicos en la distribución de hidrógeno en forma de gas comprimido?
-Los desafíos incluyen la pérdida del 7% del poder calorífico debido a la compresión del gas, la eficiencia en peso del almacenamiento, donde solo se aprovecha el 85% del hidrógeno, y la inversión inicial considerable para la instalación de nuevas redes de hidrógeno.
¿Cómo se podría mejorar la eficiencia de la distribución de hidrógeno en forma de gas comprimido?
-Se podría mejorar la eficiencia utilizando nuevos materiales como composites en los cilindros para soportar presiones más altas y reducir las pérdidas durante el almacenamiento y la distribución. Además, la mejora en la tecnología de compresión del gas también podría contribuir a una mayor eficiencia.
¿Qué son los combustibles sintéticos y cómo se relacionan con el hidrógeno?
-Los combustibles sintéticos son hidrocarburos que se producen a partir de la combinación de hidrógeno con dióxido de carbono (bióxido de carbono). Este proceso se utiliza para crear combustibles como la gasolina, el diesel y otros, que son una forma de almacenar y transportar energía de hidrógeno de manera más eficiente.
¿Cómo se podría distribuir el hidrógeno líquido y cuáles son sus ventajas?
-El hidrógeno líquido se podría distribuir a través de tráilers, tuberías marítimas y ferrocarriles. Sus ventajas incluyen una mayor densidad energética, lo que permite transportar cantidades más grandes de hidrógeno y una entrega más eficiente al usuario final sin la necesidad de sistemas de recompresión.
Outlines
😀 Introducción a la Electromovilidad y Almacenamiento de Energía
Este primer párrafo aborda la importancia de la investigación en electromovilidad y almacenamiento de energía, destacando la colaboración entre el Instituto Politécnico Nacional y México Energía. Se menciona la discusión sobre los sistemas de distribución de hidrógeno, la producción de hidrógeno a través de electrólisis utilizando energía eléctrica obtenida de fuentes renovables, y la posibilidad de almacenar hidrógeno en formas gaseosas, líquidas o sólidas. Además, se explora el uso de hidrógeno en baterías y su potencial para sustituir a las baterías de litio, así como su aplicación en la producción de amoniaco para fertilizantes y su distribución global.
🏗️ Infraestructura para la Distribución de Hidrógeno
El segundo párrafo se enfoca en las diferentes formas de distribuir hidrógeno, incluyendo la utilización de tuberías de gas actuales o la instalación de nuevas tuberías específicas para hidrógeno. Se discute la integración de hidrógeno en el gas natural y la posibilidad de utilizar edificios completamente funcionando con hidrógeno para calefacción, aire acondicionado y generación de electricidad. Se destaca la importancia de la distribución de hidrógeno para la industria, la creación de combustibles sintéticos y la utilización de hidrógeno en generadores eléctricos.
🚛 Desafíos en la Distribución de Hidrógeno por Carretera
Este párrafo aborda los desafíos técnicos y económicos asociados con la distribución de hidrógeno en forma de gas comprimido por carretera. Se menciona el costo energético de comprimir hidrógeno hasta 200 bar y cómo esto afecta la eficiencia del proceso. Además, se discute la necesidad de adaptar camiones y tanques para soportar presiones más altas y la limitación en la cantidad de hidrógeno que se puede extraer debido a la disminución de presión durante la entrega.
🌐 Redes de Distribución de Hidrógeno a través de Tuberías
El cuarto párrafo explora la distribución de hidrógeno a través de tuberías, destacando la diferencia entre las nuevas redes de hidrógeno y la adaptación de las existentes de gas natural. Se abordan los desafíos de la inversión inicial y los costos operativos, así como la viabilidad de esta opción en diferentes contextos geográficos y de demanda. También se menciona el desarrollo de combustibles sintéticos a través de la combinación de hidrógeno con dióxido de carbono y la implementación de tuberías para hidrógeno en Europa y Estados Unidos.
🚛💰 Costos y Eficiencia en la Distribución de Hidrógeno Líquido
Este párrafo compara los costos y la eficiencia de la distribución de hidrógeno en forma de gas comprimido con el de hidrógeno líquido. Se destaca cómo la distribución de hidrógeno líquido permite una mayor cantidad de hidrógeno por tráiler y una pureza más alta, lo que reduce la necesidad de sistemas de purificación adicionales. Se discuten los factores que influyen en la elección entre los métodos de distribución, como la disponibilidad de hidrógeno líquido, la distancia al punto de consumo y los costos asociados.
🌐💰 Costos y Opciones de Transporte del Hidrógeno
El sexto y último párrafo concluye la discusión sobre las opciones de transporte y almacenamiento de hidrógeno, comparando los módulos de almacenamiento en gas y en líquido, y su costo respectivamente. Se menciona el uso de balsas y barcacas diseñadas específicamente para el transporte marítimo de hidrógeno líquido, así como la utilización de la vía férrea para distancias más largas en Norteamérica. Se destaca la importancia de considerar las necesidades de almacenamiento y distribución al decidir el método de transporte de hidrógeno.
Mindmap
Keywords
💡Electrólisis
💡Hidrógeno verde
💡Hidrógeno azul y negro
💡Ammoniaco
💡Distribución de hidrógeno
💡Baterías de litio vs. baterías de hidrógeno
💡Hidrógeno en ductos de gas
💡Combustibles sintéticos
💡Liquefacción de hidrógeno
💡Transporte de hidrógeno por vía marítima
💡Distribución de hidrógeno en gas comprimido
Highlights
El programa de investigación en electromovilidad y almacenamiento de energía es una iniciativa de vinculación entre el Instituto Politécnico Nacional y México Energía.
Se discute la distribución de hidrógeno como una forma práctica a gran escala, destacando su almacenamiento en gas, líquido y sólido.
La tecnología de baterías de hidrógeno podría sustituir a las baterías de litio en el futuro.
La producción de hidrógeno verde es comúnmente obtenida por electrólisis, requiriendo energía eléctrica producida por sistemas renovables.
Se explora la posibilidad de almacenar hidrógeno en forma sólida utilizando nanoespacios en moléculas de metales.
El hidrógeno es esencial en la producción de amoniaco, un componente clave en los fertilizantes.
Se aborda la distribución de amoniaco a nivel mundial por barcos, permitiendo la recuperación de hidrógeno en el destino.
Se menciona la integración de hidrógeno en ductos de gas existentes y la creación de nuevas tuberías específicas para hidrógeno.
La distribución de hidrógeno por ductos de gas natural con una cierta proporción de hidrógeno es una opción viable.
Se habla sobre la posibilidad de edificios completamente funcionados con hidrógeno, incluyendo sistemas de calefacción y aire acondicionado.
La industria puede beneficiarse de la combinación de hidrógeno y dióxido de carbono para crear combustibles sintéticos.
Se destaca la importancia de la distribución de hidrógeno en forma de gas comprimido y su eficiencia en peso.
La eficiencia en el almacenamiento de hidrógeno en camiones es un desafío, ya que solo se puede aprovechar el 85% del hidrógeno.
Se abordan las pérdidas energéticas asociadas con la compresión del hidrógeno a altas presiones.
Se discute la viabilidad de la distribución de hidrógeno a través de gasoductos y las consideraciones técnicas y económicas.
Se menciona el desarrollo de nuevas tecnologías y la promoción de nuevas redes de tuberías de hidrógeno como resultado de la guerra entre Ucrania y Rusia.
Se comparan las ventajas y desventajas de distribuir hidrógeno en forma de gas comprimido versus hidrógeno líquido.
Se destaca el potencial de la distribución de hidrógeno líquido por carretera, marítima y férrea para diferentes necesidades y distancias.
Se presenta una comparativa de costos entre módulos de almacenamiento de hidrógeno en gas y en líquido, destacando la mayor eficiencia del hidrógeno líquido.
Transcripts
00:01Buenos días tardes noches a la hora que
00:04estén viendo Este vídeo Bienvenidos a
00:07investigación en electromovilidad y
00:10almacenamiento de energía un programa de
00:14vinculación entre el Instituto
00:15Politécnico Nacional y México energía
00:18que mueve hoy platicaremos de los
00:21sistemas de distribución de hidrógeno
00:24en anteriores capítulos hemos hablado de
00:29cómo producimos el hidrógeno
00:31se hidrógeno hay que almacenarlo la
00:37semana pasada hablamos de que se puede
00:40almacenar en gas
00:43en líquido y en sólido pero para su uso
00:48práctico a gran escala
00:51la forma
00:54más posible a hacer almacenada y
00:57distribuida es a través de la forma
01:00gaseosa
01:01en lo que se desarrolla más sus
01:04aplicaciones en sólido como lo vimos al
01:07final del vídeo anterior para
01:10uso donde ya actualmente está la
01:13tecnología de baterías de litio
01:15sustituirse por baterías de hidrógeno
01:17Pero entonces cómo sería esta
01:21distribución para la parte de hidrógeno
01:25pues hacer más o menos el símil como lo
01:30es hoy por hoy el sistema de gas en ese
01:34sentido nosotros tendríamos una
01:37producción y almacenamiento de hidrógeno
01:39esa producción de hidrógeno verde pues
01:42la más común es por electrólisis como lo
01:46hemos platicado y para hacer
01:47electrólisis necesitamos energía
01:49eléctrica entonces produzco energía
01:51eléctrica con mis sistemas renovables
01:54sistemas verdes de producción energía
01:56eléctrica como puede ser las
01:58hidroeléctricas las fotovoltaicas los
02:00aerogeneradores y la energía nuclear
02:03Recuerden que hay un debate fuertísimo
02:05entre si son o no son renovables para
02:07fines prácticos hoy en la mayoría de
02:10países se consideran renovables y
02:13si tomamos en cuenta las nuevas
02:15tecnologías que se están desarrollando
02:18para la energía nuclear es así son
02:20totalmente verdes bueno como sea con
02:25esta electricidad que se sube a la red
02:26por la Línea Amarilla en esta red con
02:29esa electricidad suministramos al agua y
02:33generamos la electrólisis y ese
02:36hidrógeno que se separa del agua lo
02:38tenemos que almacenar A eso se le llama
02:40hidrógeno verde o ya sea la producción
02:43de hidrógeno azul que es por vía de el
02:46gas la materia prima para producir
02:48hidrógeno azul es el gas natural el
02:50petróleo si hacemos la parte de utilizar
02:54refinerías del petróleo se llama
02:57hidrógeno negro como sea ese hidrógeno
03:00es el que hoy por hoy ya existe un
03:03mercado del hidrógeno y que ya se
03:06almacena el hidrógeno y incluso dentro
03:09de las refinerías para hacer algunos
03:11productos derivados del petróleo se
03:14requiere de deshidrógeno y se almacena
03:16dentro de la refinerías en estos tanques
03:18por otro lado también una de las
03:22principales lugares donde se requiere el
03:24hidrógeno es en la parte de agricultura
03:28que es con
03:30utilizar hidrógeno para combinarlo con
03:33el nitrógeno y hacer el amoniaco que es
03:36uno de los principales
03:38moléculas que se utilizan para hacer
03:41fertilizantes
03:43y por otro lado
03:45ese amoniaco también lo pueden
03:50distribuir en todas partes del mundo por
03:52vía de barcos en donde se puede estar
03:54volviendo a recuperar el hidrógeno en el
03:58destino a donde llegue el barco entonces
04:02la amoniaco es una forma también de
04:04almacenar el nitrógeno así como hablamos
04:07la semana pasada que si el hidrógeno lo
04:10metemos en las nanoespacios que hay en
04:13las moléculas de los metales Entonces se
04:16almacenan estado sólido Bueno también
04:18podemos hacerlo químicamente el
04:20hidrógeno combinado con el nitrógeno y
04:21tener el amoniaco que el amonio perdón
04:24no hacía amoniaco amoniaco pero en HTC
04:27amoniaco Entonces ese
04:29distribuirlo por barco y donde llegue
04:31volver a obtener el hidrógeno
04:34utilizarlo directamente en la
04:35agricultura otra línea Es que el
04:38hidrógeno en los ductos de gas ya sean
04:41el gas que actualmente existe los ductos
04:44de gas que actualmente existen pues
04:46dejar de suministrar hay gas y meter el
04:49hidrógeno Claro si se tendría que este
04:53checar las pérdidas que hubiera de
04:55hidrógeno por lo que hablamos otra
04:56vuelta que el hidrógeno si no es un
04:57metal correcto se puede estar pegando
04:59ahí y que estar causando fracturas pero
05:01si estos tubos aguantan que ya
05:04actualmente destruyen gas pueden
05:05distribuir hidrógeno o poner nuevas
05:08tuberías de hidrógeno con metales
05:10específicos que sean para distribuir el
05:11hidrógeno
05:12o poder
05:15en gas natural donde se distribuyen las
05:18tuberías de gas meter un porcentaje de
05:21hidrógeno y utilizar ese combustible que
05:26es gas natural con cierta combinación de
05:28hidrógeno tanto para situaciones de
05:31residencias y comerciales importante
05:34que en un futuro puede ser que algunos
05:37edificios sean completamente de
05:40hidrógeno es decir si yo quiero
05:42calefacción voy a usar un sistema de
05:46aire acondicionado que funcione con
05:48hidrógeno si quiero calentar algo ya sea
05:51por una estufa podrá ver estos de
05:53hidrógeno o si quiero algún calentador
05:54eléctrico bueno que el hidrógeno
05:56produzca electricidad y que esa
05:58electricidad esté suministrando para
06:00todo lo No solamente la parte de
06:01calentar con electricidad sino toda la
06:04lección que se requiere para nuestros
06:05sistemas electrodomésticos y de
06:07iluminación dentro de los edificios Este
06:10Entonces ya sea que llegue actualmente
06:13como lo hace el gas por tubería a los
06:15edificios o que en su momento haya pipas
06:18que distribuyan ese gas hacia estos
06:20edificios o casas residenciales entonces
06:23la forma de viviendas en el futuro va a
06:28haber de muchos tipos ya no solo como
06:30las que hay actual que pueden ser
06:32completamente eléctricas que puede ser
06:33completamente de gasto puede ser
06:35completamente de hidrógeno o combinación
06:36de todas estas tecnologías y como lo ven
06:40pues podemos generar energía eléctrica
06:41en sitios si se requiere así este para
06:44alguna situación Extra de la parte
06:46credencial y comercial Bueno aparte de
06:49eso
06:50el hidrógeno al estar distribuyéndose se
06:54puede llegar hacia la industria y la
06:56industria combinarlo con el dióxido de
06:59carbono y el hidrógeno combinado con
07:01bióxido de carbono voy a tener los
07:02combustibles tradicionales que ya
07:03tenemos que se les llaman ahora
07:05hidrógeno más dióxido de carbono
07:07combustibles sintéticos los ifulls
07:11entonces obtener turbocina para aviones
07:14diesel para autobuses y gasolina para
07:17este autos o directamente usar el
07:21hidrógeno en hidrogeneras hidrogenadoras
07:25Cuál es lo correcto y lo generas en
07:27regenadoras pues podemos usar las dos
07:28palabras de momento que en su momento
07:30platicaremos de ese tema En la temporada
07:332 y de lo que estamos haciendo para
07:36poderle surgir hidrógeno con una
07:39hidrogenadora o hidrogenera hacia
07:41nuestra camioneta de hidrógeno este de
07:44otra forma Pues también tenemos que este
07:47derivados del petróleo pues se pueden
07:50obtener el hidrógeno dentro de esos
07:53derivados del petróleo para combinarse a
07:55cambio de carbono como lo que es el gas
07:57natural el gas natural también se puede
07:59combinar con el dulce de carbono Y
08:00obtener estos combustibles Entonces ya
08:03no es muy lineal como lo era antes esta
08:06parte de distribuir
08:08El combustible y tener ese uso final ese
08:11combustible sino ya es combinación de
08:14varios esquemas el más tradicional que
08:18va a ser es pues el hidrógeno verde en
08:21donde se va a tener con principalmente
08:23energías de fotovoltaicas y de
08:25aerogeneradores y biocombustibles con
08:27electrolisis y de momento antes de que
08:31esté avanzado el sistema de distribución
08:33por gasoductos pues va a ser por medio
08:35de los pipas que van a estar
08:37distribuyendo hidrógeno a otros
08:39almacenes más pequeños y de ahí hacia
08:43donde se estén consumiendo ya sea para
08:45la movilidad para generar combustibles
08:46para generar electricidad o licuarlo y
08:50tener hidrógeno líquido que se
08:53distribuya o se exporte por barcos o
08:55ferrocarriles hacia otros lugares más
08:58lejanos Entonces qué es hoy por hoy de
09:01todo este contexto que Les acabo de
09:03hablar lo que tecnológicamente se ve más
09:06factible bueno
09:08ecosistema el primero distribución de
09:11hidrógeno en forma de gas comprimido por
09:14carreteras con semirremolques los
09:16trailers conocidos distribución de
09:19hidrógenos en forma de gas a través de
09:22gasoductos distribución de hidrógeno
09:24líquido por carretera distribución de
09:26hidrógeno líquido por vía marítima y
09:28distribución de líquido por vía férrea
09:30estos tres que tiene que ver con
09:34distribución de hidrógeno en forma
09:36líquida Recuerden que es más gasto
09:38mantener el hidrógeno una convertirlo a
09:42líquido licuarlo y Recuerden que este el
09:47aumento de la presión o el cambio de la
09:49presión más bien para Ya sé que un
09:51sólido volverlo líquido o un gas
09:53volverlo líquido ese cambio de la
09:54presión se le llama licuefacción y en el
09:57caso de el hidrógeno Pues si se requiere
09:59bajar la temperatura vía este la parte
10:04de presión Recuerden que en los gases
10:10este a mayor este presión Pues también
10:14mayor temperatura si bajo la presión
10:16Pues también baja la temperatura y es
10:18una forma de licuarlo entonces este esos
10:22tres sistemas son muy caros y todavía no
10:25hay mucho
10:27desarrollo tecnológico pero sí ya lo hay
10:30y sigue es rentable pero todavía falta
10:33bastante para hacerlo masivamente
10:34rentable entonces en el tema de la parte
10:38de distribución de hidrógeno en gas
10:41comprimido por carretera
10:43así como está este el gas que va en los
10:48camiones distribuyendo gas por por las
10:50calles de la ciudad pues ya existen como
10:53vemos aquí la fotografía de un vehículo
10:56de hidrógeno gaseoso en donde cada uno
11:00de estos
11:01recuadros que están dentro de este
11:03camión pues es un sistema de gas que
11:08puede estar suministrando hacia otro
11:11tanque que se esté rellenando Por qué se
11:16dividen en varios compartimentos
11:18Recuerden que
11:20un tanque como aquí lo dice
11:24se debe tener en cuenta que el costo
11:26energético de compresión del gas en el
11:28balance global al comprimir el hidrógeno
11:31a 200 bar tiene un consumo del 7% de su
11:34poder calorífico es decir se utiliza 7%
11:38de energía que tendríamos disponible en
11:41el punto final de consumo bajando la
11:43eficiencia de su proceso global del 100
11:45al 93%. y es algo que hemos dicho que en
11:49termodinámica se ve que ni una
11:51transformación de energía hacia el 100%,
11:53entonces aquí hay una pérdida del 7%.
11:55bajando a 93% en este paso Entonces
11:59qué qué qué debemos de tener en
12:01consideración esto bueno que aquí Se
12:03está perdiendo energía pero a más de
12:05esto las presiones usuales a las que se
12:07distribuyen son 200 bar en estos
12:09camiones estas presiones que vienen
12:11marcadas por el material que se usa en
12:13los cilindros que componen el cine
12:14remolque o o estos cuadritos para este
12:17caso que tenemos de este este camión
12:19principalmente a cero vista notablemente
12:22de la presión de suministro de hidrógeno
12:24a vehículos a 700 va que veamos la vez
12:27pasada vehículos ligeros por lo que se
12:29requiere sistemas de comprensión previa
12:32a su almacenamiento en la estación de
12:34servicio hidrógeno no obstante se estima
12:37que podrían alcanzar presiones de 600
12:38bar con la corporación de nuevos
12:40materiales como composites en los
12:43cilindros es decir mejorar los
12:44materiales para que aguanten este
12:47presiones de distribución más grandes y
12:51sin embargo una cosa es material que ahí
12:54ya es pérdida más el mantener esas
12:59presiones que es pérdida Pues también
13:01está la principal limitación de estos
13:03sistemas que es la eficiencia en peso
13:05del almacenamiento en la cual camiones
13:08de 20 mil kilogramos aportan un máximo
13:11de 400 kilogramos de hidrógeno de los
13:14cuales Únicamente se aprovecha el 85%.
13:17ya que por debajo de una determinada
13:21presión no puede seguirse extrayendo gas
13:23perdiendo esta cantidad Esto es lo que
13:28quería señalar desde el inicio vean que
13:31solo el 85% se aprovecha se desaprovecha
13:3515% es decir si yo aquí en este
13:37contenedor número 2 que estoy señalando
13:40hay 100 este kilogramos haciendo aquí
13:45que hay 400 kilogramos bueno que aquí
13:47solamente hubiera 100 en este pequeño
13:50contenedor 2 solamente 85 kilogramos lo
13:54puedo entregar a mi usuario final 15
13:58kilogramos se quedan aquí encerrados
13:59porque en el momento que está bajando
14:02este el el o se está suministrando el
14:06gas está bajando el volumen y a menor
14:11volumen entonces la presión ya no es la
14:16suficiente Bueno hay menor ojo aquí es
14:21hay menor cantidad de hidrógeno Dentro
14:24de este contenedor Lo que implica que
14:26esa menor cantidad estoy ocupando el
14:29mismo espacio es decir ese gas se
14:32expande al expandirse la presión
14:35disminuye al disminuir la presión ya no
14:39puede seguir aventando el hidrógeno
14:41hacia afuera ya no hay la presión
14:43suficiente para estarla entregando al
14:45usuario final por eso el 15% se queda
14:48aquí almacenado y solamente aprovechamos
14:50el 85%. esto es el principal problema de
14:54esta distribución
14:57aparte de que Recuerden que el 7% Se
15:00está perdiendo Por el simple hecho de
15:02usar esa energía para mantenerlo
15:04comprimido aquí adentro
15:07bueno la distribución de hidrógeno gas O
15:10de forma gaseosa canalizado es decir por
15:13tuberías hay dos formas este una es en
15:18instalaciones de nuevas redes de
15:20hidrógeno o las que ya existen que su
15:24material su metal puede aguantar el
15:26hidrógeno pues hay que adecuar estas
15:28redes existentes de gas natural a la
15:30adecuación tiene que verse
15:31principalmente con los sistemas de
15:34re bombeo lo que son los compresores
15:36tienen que ser
15:38específicos para hidrógeno Entonces qué
15:42pasa con la instalaciones nuevas de
15:43redes de hidrógeno presentan una
15:45inversión inicial considerablemente
15:47grande sin embargo los bajos costos de
15:49operación y mantenimiento lo convierten
15:51adecuado para unas demandas elevadas de
15:53hidrógeno la considerable inversión
15:55inicial supone un freno al desarrollo de
15:58la escritura en regiones emergentes
15:59principalmente si la demanderó que no es
16:00baja Es decir para los países
16:03latinoamérica ahorita no funciona
16:07para países europeos En donde ya hay
16:10vías férreas específicas con trenes que
16:13por su gran distancia es que recorren
16:17tienen un gran consumo Bueno ahí sí ya
16:20llegar este el hidrógeno por vía desde
16:23nuevas redes de gas si es rentable o en
16:27su defecto por ejemplo este se está
16:30haciendo una
16:32lugar donde ya hagan
16:35industrialmente la combinación de
16:37bióxido de carbono con hidrógeno para
16:38generar nuevos combustibles sintéticos
16:41los que le decíamos este gasolina dice
16:45que es el proceso inverso es decir
16:47agarro el hidrógeno lo combino con el
16:50dióxido carbono que es un carbón le voy
16:52poniendo los hidrógenos necesarios para
16:53ir sumando más carbonos con más
16:55hidrógenos hasta obtener por ejemplo el
16:58leptano lineal que es la peor gasolina o
17:01el isotano que es la mejor gasolina a
17:04diferencia de la refinación que es tengo
17:07una cadena hidrocarburos muy grandota y
17:10voy cortando el estolocarburos hasta
17:11tener siete carbonos el etano lineal y
17:15ahí ya tengo la gasolina acá es al revés
17:18tengo un carbón y los voy uniendo hasta
17:20obtener la gasolina el heptano lineal
17:22Entonces eso le llaman
17:26combustibles sintéticos bueno así es
17:29combinar el hidrógeno con el bióxido de
17:31carbono pues ahí también se podría hacer
17:34vía esta nueva redes de hidrógeno debido
17:37a la baja densidad energética del
17:39hidrógeno en comparación con el gas
17:40natural comprimido se deberían tener
17:42presiones de hidrógeno en las redes de
17:44tuberías de 100 a 150 bar para poder
17:48competir en contenido energético con el
17:51gas natural
17:52comprimido esto obliga al empleo de
17:54material asistentes en la construcción
17:56de tuberías presentando especial la
17:57atención en la fragilización por
17:59hidrógeno porque Recuerden el hidrógeno
18:03se meten los metales y los hace más
18:05frágiles actualmente se encuentran
18:07instalados unos 1500 kilómetros de
18:10tuberías para el transporte de hidrógeno
18:11en Europa en los países de Alemania
18:13Bélgica Francia Holanda y Reino Unido
18:16principalmente y 2500 kilómetros en
18:18Estados Unidos en las estados de
18:21California Luciana Texas principalmente
18:22Entonces sí ya existen es algo que va
18:26seguir creciendo Y como lo dije en la
18:28anterior plática por la Guerra de
18:31Ucrania y
18:33Rusia si se está acelerando la
18:38tecnología de hidrógeno Y se estaban
18:41promoviendo nuevas redes de tuberías de
18:43hidrógeno totalmente nuevas ahora en
18:46cuanto a la educación de las redes
18:47existentes de gas natural comprimido y
18:49que en su esa
18:51rds este distribuyendo el hidrógeno esta
18:55opción es la de menor costo ya que
18:57únicamente debe adecuarse la red de gas
18:59natural en función del contenido de
19:00hidrógeno las mezclas con contenido
19:02hidrógeno inferior al 10% únicamente
19:04requieren pequeñas modificaciones de la
19:06red lo que les decía es como dopar el
19:08gas natural comprimido elemento 10% de
19:10hidrógeno este a lo largo de las últimas
19:14décadas se ha ido investigando en el
19:16campo de la mezcla hidrógeno con gas
19:17natural comprimido Está tratando de
19:19mejorar sus propiedades de combustible
19:21en el otro extremo se sitúa la mezcla de
19:23elevado contenido de hidrógeno por
19:25encima del 80% es decir que si ya casi
19:28su totalidad de esa red que ya existía
19:30de gas natural ahora casi su totalidad
19:33sea hidrógeno por encima del 80%. estas
19:38mezclas que sean propuesto como una
19:40transición viable hacia las tecnologías
19:42de hidrógeno están pensadas Para
19:43aprovechar Su contenido energético en
19:45motores de combustión interna como paso
19:47previo a la importación de pilas de
19:49combustible hidrógeno y toda la
19:51infraestructura necesaria
19:53Bueno este aquí obviamente no puse
19:57dibujito en la descripción de hidrógeno
19:59porque finalmente son tuberías de gas
20:00pero la dirección de hidrógeno líquido
20:03por carretera
20:06si hay están estas pipas es una pipa
20:09totalmente que que que
20:13suministra hidrógeno líquido aquí si no
20:16pueden ser este cuadradas como era el
20:18caso del anterior que era gas comprimido
20:19por las altas presiones a las que debe
20:22de estar este sometido este
20:27y perdón Las bajas temperaturas por las
20:30bajas temperaturas que debe de estar
20:33este manteniendo el sistema para
20:37mantener al hidrógeno líquido es por las
20:39bajas temperaturas a través de la
20:41distribución de hidrógeno líquido se
20:42consigue optimizar la cantidad que se
20:44puede destruir alcanzando los 4.000
20:47kilogramos de hidrógeno 10 veces más que
20:49en el supuesto anterior que cuando era
20:51distribuir por carretera el gas
20:54el hidrógeno en forma de gas ahí
20:57solamente eran 400 kilogramos No aquí
20:59pueden distribuirse hasta 4000
21:01kilogramos otra ventaja adicional se
21:04encuentra en elevada pureza obtenida a
21:06licuar la hidrógeno capaz de cubrir todo
21:09el rango de aplicaciones del hidrógeno
21:10en cambio Si el hidrógeno se encuentra
21:12como gas comprimido a la pureza
21:13dependerá de la Fuente de origen de modo
21:15que se impone una etapa adicional de
21:17Purificación según sea el caso entonces
21:19si yo distribuyo gas el hidrógeno en
21:23forma de gas Voy a tener que tener un
21:25sistema de aumento presión o sea de
21:28recompresión para mi usuario final
21:30porque lo malo estoy desde distribuyendo
21:32a 200 Va pero en el caso de
21:37400 kilogramos que se estuvieron en
21:39forma este líquida pues es como cuando
21:43tenemos este el gas licuado en nuestros
21:46tanques de nuestra casa si si se cargan
21:49el tanque lo lo mueven se siente como el
21:52líquido se mueve el momento que abren la
21:55válvula automáticamente por cambio de la
21:57presión por disminución de la presión se
22:00convierte en gas Esto hace la llave se
22:05oye claramente como o se huele el gas lo
22:07mismo pasa aquí entonces no necesito
22:09sistemas de recompresión es más fácil
22:11estar suministrando este gas a de que
22:15está en forma líquida hacia el usuario
22:16final solamente abriendo la llave va a
22:19estar entrando hacia su su parte final
22:21claro Sí sí sí sí se requiere el sistema
22:23reguladores de la presión para este
22:26mantener
22:27no haya ningún accidente
22:29otro factor a considerar es la
22:31disponibilidad de hidrógeno líquido y la
22:34distancia desde el punto de consumo a la
22:35planta de licuefacción por todo lo
22:37expuesto a la decisión de hidrógeno
22:38líquido se considera óptima para unos
22:41consumos medios es decir altos consumos
22:44por ducto por por tuberías consumos
22:49medios en líquido por este carretera
22:53bajos consumos debe ser por gas en
22:56carretera
22:58veamos aquí una comparativa entre el
23:00transporte por carretera hidrógeno tanto
23:02líquido como hidrógeno en gas comprimido
23:04en el caso de el parámetro de carga como
23:09lo vimos en tráiler de forma líquida
23:13este
23:15400 kilogramos en un tráiler de
23:18hidrógeno en forma gaseosa 300
23:21kilogramos en descarga en kilogramos se
23:24descargan los 400 kilogramos es decir
23:27ahí no hay pérdida de que se quede
23:30dentro del tráiler algo de hidrógeno en
23:33el caso del gas como dijimos se puede
23:36aprovechar hasta el
23:3785%. el 15% forzosamente se queda ahí
23:41dentro del tráiler no se puede
23:43suministrar Entonces se baja a 250
23:46kilogramos de 300 a 250 Y en el tráiler
23:50del líquido a los 400 kilogramos son los
23:52400 que se suminizan se está poniendo
23:55así para tener una comparación más o
23:57menos identifica de la mismos kilogramos
23:59porque Recuerden que en líquido yo puedo
24:02suministrar en tráiler hasta 4000
24:04kilogramos bueno el tiempo horas en
24:08trayecto aquí son cuatro y en tráiler
24:12son 20
24:14esto que implica bueno se implica lo que
24:18les decía hace ratito que aquí Este
24:20puedo transportar más este hidrógeno por
24:25lo tanto el tiempo es menor y este acá
24:28es mayor porque para una cantidad de
24:30hidrógeno debo de estar haciendo más
24:32viajes la pérdida es por evaporación en
24:36la parte de líquido Pues si de líquido
24:40se vuelve gas se está evaporando y el
24:43punto 3% o aquí perdón el punto 13 Se
24:46evapora así punto 3% al día se está
24:49evaporando entonces lo que acá era que
24:51el 15% se queda dentro del tráiler y no
24:54lo puedo dar al usuario final aquí el
24:56punto 3 se va está perdiendo por la
24:59evaporación de pasarlo de líquido a este
25:02gas aquí no aplica Pues porque ya es gas
25:04en el caso de el tráiler que está
25:07enviando
25:09el hidrógeno de forma gaseosa Bueno
25:13vamos ahora el módulo de almacenamiento
25:15esto es de dinero en euros Cuánto cuesta
25:19un módulo de almacenamiento en líquido
25:22pues obviamente mucho más caro
25:25450.000 euros Y cuánto cuesta un módulo
25:28de almacenamiento de hidrógeno en gas
25:30solamente 100.000 euros en el caso de un
25:33bastidor este el caso de líquido son
25:3860.000 euros el caso de gas 60.000 euros
25:41Obviamente el vacío no tiene que ver con
25:43lo que estés este
25:45transportando sino solamente con la
25:48movilidad del mismo en el caso de la
25:50cabina Pues tampoco es el mismo tráiler
25:52que puede estar moviendo a los dos
25:55sistemas tanto líquido como gaseoso
25:58bueno es una comparativa en donde nos
26:01indican que si es mejor el líquido Bueno
26:04pero eso rentable va a ser porque es en
26:09una cosa es la parte de la distribución
26:10si es mejor distribuirlo en líquido pero
26:13el volverlo líquido es más caro Entonces
26:16te va a convenir Pues cuando sea que lo
26:18vas a suministrar una parte de media
26:22un sistema medio de de almacenaje o de
26:26necesidad necesidades medias necesidades
26:29bajas sigue siendo más útil el gas en
26:32tráiler y ya alta necesidad pues va a
26:34ser en tuberías
26:37distribución de hidrógeno por líquido
26:39por vía marítima Pues a pesar de que su
26:41implementación en Europa es hoy en día
26:44casi nula en países como Canadá ya se
26:47cuentan actualmente con varios diseños
26:49de embarcación entonces este fíjense
26:52como Canadá está viendo esta alternativa
26:56de estar transportando el hidrógeno
26:58hacia otros países por vía marítima este
27:01Europa no porque Europa los estados
27:04buscando más para autoconsumo más que
27:07para estarlo entregando a otros países
27:10Entonces tenemos en la fotografía del
27:13lado izquierdo una barcaza de las cuales
27:16han sido diseñadas para transportar
27:18hidrógeno líquido una barcaza hecha como
27:22lo dice aquí por Canadá uno de ellos
27:25está basado en cinco embarcaciones
27:27pequeñas que forman una entidad Superior
27:29y que pueden separarse Una vez que se ha
27:31completado el trayecto cada uno de los
27:33cinco embarcaciones puede transportar
27:3521.200 kilogramos nitrógeno no tengo
27:38fotografía de esta aquí pero en las
27:40redes en internet si puedo encontrar esa
27:43fotografía de las cinco barcazas juntas
27:45y que cuando llegan se separan y cada
27:47una de ellas transporta 21.200
27:49kilogramos otros los diseños se basa en
27:51un este depósito individual capaz de
27:53almacenar hasta
27:547.000 toneladas para estos diseños este
27:58la tasa de pérdida por evaporación se
28:00estima del punto 2 al punto cuatro por
28:02ciento al día
28:05y finalmente la disolución de hidrógeno
28:08líquida por vía férrea los tanques
28:12cilindros empleados en los transportes
28:13por carretera pueden ser adaptados para
28:15ser transportados por vía FR este
28:18transporte cuya actividad queda
28:19preestablecida en función de la red
28:21rodea resulta Útil para distancias
28:23superiores a 1500 kilómetros teniendo
28:25por tanto un papel más destacado en
28:27Norteamérica que en Europa donde su uso
28:30ya es marginal o sea en Europa casi no
28:32se usa se usa más este transporte en
28:34Estados Unidos de transportar hidrógeno
28:37por vía férrea se estima una cantidad de
28:39hidrógeno transportada de 9.1 kilómetros
28:41una tasa de pérdida por evaluación de
28:43punto 2% al día pues esto es todo como
28:47siempre les dejo mis datos se vio
28:49Leandro Rito Barrera director de México
28:51energía que mueve profesor del Instituto
28:52Politécnico Nacional que estamos
28:54llevando a cabo este programa entre el
28:56politécnico y mexicanología que mueve mi
28:59correo del polen mi correo de México
29:01energía que mueve No dejen de ver el
29:03canal de inversión electoral de
29:04almacenamiento de energía inscríbanse y
29:06nos vemos la siguiente semana hasta la
29:09próxima adiós
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