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
Buenos días tardes noches a la hora que
estén viendo Este vídeo Bienvenidos a
investigación en electromovilidad y
almacenamiento de energía un programa de
vinculación entre el Instituto
Politécnico Nacional y México energía
que mueve hoy platicaremos de los
sistemas de distribución de hidrógeno
en anteriores capítulos hemos hablado de
cómo producimos el hidrógeno
se hidrógeno hay que almacenarlo la
semana pasada hablamos de que se puede
almacenar en gas
en líquido y en sólido pero para su uso
práctico a gran escala
la forma
más posible a hacer almacenada y
distribuida es a través de la forma
gaseosa
en lo que se desarrolla más sus
aplicaciones en sólido como lo vimos al
final del vídeo anterior para
uso donde ya actualmente está la
tecnología de baterías de litio
sustituirse por baterías de hidrógeno
Pero entonces cómo sería esta
distribución para la parte de hidrógeno
pues hacer más o menos el símil como lo
es hoy por hoy el sistema de gas en ese
sentido nosotros tendríamos una
producción y almacenamiento de hidrógeno
esa producción de hidrógeno verde pues
la más común es por electrólisis como lo
hemos platicado y para hacer
electrólisis necesitamos energía
eléctrica entonces produzco energía
eléctrica con mis sistemas renovables
sistemas verdes de producción energía
eléctrica como puede ser las
hidroeléctricas las fotovoltaicas los
aerogeneradores y la energía nuclear
Recuerden que hay un debate fuertísimo
entre si son o no son renovables para
fines prácticos hoy en la mayoría de
países se consideran renovables y
si tomamos en cuenta las nuevas
tecnologías que se están desarrollando
para la energía nuclear es así son
totalmente verdes bueno como sea con
esta electricidad que se sube a la red
por la Línea Amarilla en esta red con
esa electricidad suministramos al agua y
generamos la electrólisis y ese
hidrógeno que se separa del agua lo
tenemos que almacenar A eso se le llama
hidrógeno verde o ya sea la producción
de hidrógeno azul que es por vía de el
gas la materia prima para producir
hidrógeno azul es el gas natural el
petróleo si hacemos la parte de utilizar
refinerías del petróleo se llama
hidrógeno negro como sea ese hidrógeno
es el que hoy por hoy ya existe un
mercado del hidrógeno y que ya se
almacena el hidrógeno y incluso dentro
de las refinerías para hacer algunos
productos derivados del petróleo se
requiere de deshidrógeno y se almacena
dentro de la refinerías en estos tanques
por otro lado también una de las
principales lugares donde se requiere el
hidrógeno es en la parte de agricultura
que es con
utilizar hidrógeno para combinarlo con
el nitrógeno y hacer el amoniaco que es
uno de los principales
moléculas que se utilizan para hacer
fertilizantes
y por otro lado
ese amoniaco también lo pueden
distribuir en todas partes del mundo por
vía de barcos en donde se puede estar
volviendo a recuperar el hidrógeno en el
destino a donde llegue el barco entonces
la amoniaco es una forma también de
almacenar el nitrógeno así como hablamos
la semana pasada que si el hidrógeno lo
metemos en las nanoespacios que hay en
las moléculas de los metales Entonces se
almacenan estado sólido Bueno también
podemos hacerlo químicamente el
hidrógeno combinado con el nitrógeno y
tener el amoniaco que el amonio perdón
no hacía amoniaco amoniaco pero en HTC
amoniaco Entonces ese
distribuirlo por barco y donde llegue
volver a obtener el hidrógeno
utilizarlo directamente en la
agricultura otra línea Es que el
hidrógeno en los ductos de gas ya sean
el gas que actualmente existe los ductos
de gas que actualmente existen pues
dejar de suministrar hay gas y meter el
hidrógeno Claro si se tendría que este
checar las pérdidas que hubiera de
hidrógeno por lo que hablamos otra
vuelta que el hidrógeno si no es un
metal correcto se puede estar pegando
ahí y que estar causando fracturas pero
si estos tubos aguantan que ya
actualmente destruyen gas pueden
distribuir hidrógeno o poner nuevas
tuberías de hidrógeno con metales
específicos que sean para distribuir el
hidrógeno
o poder
en gas natural donde se distribuyen las
tuberías de gas meter un porcentaje de
hidrógeno y utilizar ese combustible que
es gas natural con cierta combinación de
hidrógeno tanto para situaciones de
residencias y comerciales importante
que en un futuro puede ser que algunos
edificios sean completamente de
hidrógeno es decir si yo quiero
calefacción voy a usar un sistema de
aire acondicionado que funcione con
hidrógeno si quiero calentar algo ya sea
por una estufa podrá ver estos de
hidrógeno o si quiero algún calentador
eléctrico bueno que el hidrógeno
produzca electricidad y que esa
electricidad esté suministrando para
todo lo No solamente la parte de
calentar con electricidad sino toda la
lección que se requiere para nuestros
sistemas electrodomésticos y de
iluminación dentro de los edificios Este
Entonces ya sea que llegue actualmente
como lo hace el gas por tubería a los
edificios o que en su momento haya pipas
que distribuyan ese gas hacia estos
edificios o casas residenciales entonces
la forma de viviendas en el futuro va a
haber de muchos tipos ya no solo como
las que hay actual que pueden ser
completamente eléctricas que puede ser
completamente de gasto puede ser
completamente de hidrógeno o combinación
de todas estas tecnologías y como lo ven
pues podemos generar energía eléctrica
en sitios si se requiere así este para
alguna situación Extra de la parte
credencial y comercial Bueno aparte de
eso
el hidrógeno al estar distribuyéndose se
puede llegar hacia la industria y la
industria combinarlo con el dióxido de
carbono y el hidrógeno combinado con
bióxido de carbono voy a tener los
combustibles tradicionales que ya
tenemos que se les llaman ahora
hidrógeno más dióxido de carbono
combustibles sintéticos los ifulls
entonces obtener turbocina para aviones
diesel para autobuses y gasolina para
este autos o directamente usar el
hidrógeno en hidrogeneras hidrogenadoras
Cuál es lo correcto y lo generas en
regenadoras pues podemos usar las dos
palabras de momento que en su momento
platicaremos de ese tema En la temporada
2 y de lo que estamos haciendo para
poderle surgir hidrógeno con una
hidrogenadora o hidrogenera hacia
nuestra camioneta de hidrógeno este de
otra forma Pues también tenemos que este
derivados del petróleo pues se pueden
obtener el hidrógeno dentro de esos
derivados del petróleo para combinarse a
cambio de carbono como lo que es el gas
natural el gas natural también se puede
combinar con el dulce de carbono Y
obtener estos combustibles Entonces ya
no es muy lineal como lo era antes esta
parte de distribuir
El combustible y tener ese uso final ese
combustible sino ya es combinación de
varios esquemas el más tradicional que
va a ser es pues el hidrógeno verde en
donde se va a tener con principalmente
energías de fotovoltaicas y de
aerogeneradores y biocombustibles con
electrolisis y de momento antes de que
esté avanzado el sistema de distribución
por gasoductos pues va a ser por medio
de los pipas que van a estar
distribuyendo hidrógeno a otros
almacenes más pequeños y de ahí hacia
donde se estén consumiendo ya sea para
la movilidad para generar combustibles
para generar electricidad o licuarlo y
tener hidrógeno líquido que se
distribuya o se exporte por barcos o
ferrocarriles hacia otros lugares más
lejanos Entonces qué es hoy por hoy de
todo este contexto que Les acabo de
hablar lo que tecnológicamente se ve más
factible bueno
ecosistema el primero distribución de
hidrógeno en forma de gas comprimido por
carreteras con semirremolques los
trailers conocidos distribución de
hidrógenos en forma de gas a través de
gasoductos distribución de hidrógeno
líquido por carretera distribución de
hidrógeno líquido por vía marítima y
distribución de líquido por vía férrea
estos tres que tiene que ver con
distribución de hidrógeno en forma
líquida Recuerden que es más gasto
mantener el hidrógeno una convertirlo a
líquido licuarlo y Recuerden que este el
aumento de la presión o el cambio de la
presión más bien para Ya sé que un
sólido volverlo líquido o un gas
volverlo líquido ese cambio de la
presión se le llama licuefacción y en el
caso de el hidrógeno Pues si se requiere
bajar la temperatura vía este la parte
de presión Recuerden que en los gases
este a mayor este presión Pues también
mayor temperatura si bajo la presión
Pues también baja la temperatura y es
una forma de licuarlo entonces este esos
tres sistemas son muy caros y todavía no
hay mucho
desarrollo tecnológico pero sí ya lo hay
y sigue es rentable pero todavía falta
bastante para hacerlo masivamente
rentable entonces en el tema de la parte
de distribución de hidrógeno en gas
comprimido por carretera
así como está este el gas que va en los
camiones distribuyendo gas por por las
calles de la ciudad pues ya existen como
vemos aquí la fotografía de un vehículo
de hidrógeno gaseoso en donde cada uno
de estos
recuadros que están dentro de este
camión pues es un sistema de gas que
puede estar suministrando hacia otro
tanque que se esté rellenando Por qué se
dividen en varios compartimentos
Recuerden que
un tanque como aquí lo dice
se debe tener en cuenta que el costo
energético de compresión del gas en el
balance global al comprimir el hidrógeno
a 200 bar tiene un consumo del 7% de su
poder calorífico es decir se utiliza 7%
de energía que tendríamos disponible en
el punto final de consumo bajando la
eficiencia de su proceso global del 100
al 93%. y es algo que hemos dicho que en
termodinámica se ve que ni una
transformación de energía hacia el 100%,
entonces aquí hay una pérdida del 7%.
bajando a 93% en este paso Entonces
qué qué qué debemos de tener en
consideración esto bueno que aquí Se
está perdiendo energía pero a más de
esto las presiones usuales a las que se
distribuyen son 200 bar en estos
camiones estas presiones que vienen
marcadas por el material que se usa en
los cilindros que componen el cine
remolque o o estos cuadritos para este
caso que tenemos de este este camión
principalmente a cero vista notablemente
de la presión de suministro de hidrógeno
a vehículos a 700 va que veamos la vez
pasada vehículos ligeros por lo que se
requiere sistemas de comprensión previa
a su almacenamiento en la estación de
servicio hidrógeno no obstante se estima
que podrían alcanzar presiones de 600
bar con la corporación de nuevos
materiales como composites en los
cilindros es decir mejorar los
materiales para que aguanten este
presiones de distribución más grandes y
sin embargo una cosa es material que ahí
ya es pérdida más el mantener esas
presiones que es pérdida Pues también
está la principal limitación de estos
sistemas que es la eficiencia en peso
del almacenamiento en la cual camiones
de 20 mil kilogramos aportan un máximo
de 400 kilogramos de hidrógeno de los
cuales Únicamente se aprovecha el 85%.
ya que por debajo de una determinada
presión no puede seguirse extrayendo gas
perdiendo esta cantidad Esto es lo que
quería señalar desde el inicio vean que
solo el 85% se aprovecha se desaprovecha
15% es decir si yo aquí en este
contenedor número 2 que estoy señalando
hay 100 este kilogramos haciendo aquí
que hay 400 kilogramos bueno que aquí
solamente hubiera 100 en este pequeño
contenedor 2 solamente 85 kilogramos lo
puedo entregar a mi usuario final 15
kilogramos se quedan aquí encerrados
porque en el momento que está bajando
este el el o se está suministrando el
gas está bajando el volumen y a menor
volumen entonces la presión ya no es la
suficiente Bueno hay menor ojo aquí es
hay menor cantidad de hidrógeno Dentro
de este contenedor Lo que implica que
esa menor cantidad estoy ocupando el
mismo espacio es decir ese gas se
expande al expandirse la presión
disminuye al disminuir la presión ya no
puede seguir aventando el hidrógeno
hacia afuera ya no hay la presión
suficiente para estarla entregando al
usuario final por eso el 15% se queda
aquí almacenado y solamente aprovechamos
el 85%. esto es el principal problema de
esta distribución
aparte de que Recuerden que el 7% Se
está perdiendo Por el simple hecho de
usar esa energía para mantenerlo
comprimido aquí adentro
bueno la distribución de hidrógeno gas O
de forma gaseosa canalizado es decir por
tuberías hay dos formas este una es en
instalaciones de nuevas redes de
hidrógeno o las que ya existen que su
material su metal puede aguantar el
hidrógeno pues hay que adecuar estas
redes existentes de gas natural a la
adecuación tiene que verse
principalmente con los sistemas de
re bombeo lo que son los compresores
tienen que ser
específicos para hidrógeno Entonces qué
pasa con la instalaciones nuevas de
redes de hidrógeno presentan una
inversión inicial considerablemente
grande sin embargo los bajos costos de
operación y mantenimiento lo convierten
adecuado para unas demandas elevadas de
hidrógeno la considerable inversión
inicial supone un freno al desarrollo de
la escritura en regiones emergentes
principalmente si la demanderó que no es
baja Es decir para los países
latinoamérica ahorita no funciona
para países europeos En donde ya hay
vías férreas específicas con trenes que
por su gran distancia es que recorren
tienen un gran consumo Bueno ahí sí ya
llegar este el hidrógeno por vía desde
nuevas redes de gas si es rentable o en
su defecto por ejemplo este se está
haciendo una
lugar donde ya hagan
industrialmente la combinación de
bióxido de carbono con hidrógeno para
generar nuevos combustibles sintéticos
los que le decíamos este gasolina dice
que es el proceso inverso es decir
agarro el hidrógeno lo combino con el
dióxido carbono que es un carbón le voy
poniendo los hidrógenos necesarios para
ir sumando más carbonos con más
hidrógenos hasta obtener por ejemplo el
leptano lineal que es la peor gasolina o
el isotano que es la mejor gasolina a
diferencia de la refinación que es tengo
una cadena hidrocarburos muy grandota y
voy cortando el estolocarburos hasta
tener siete carbonos el etano lineal y
ahí ya tengo la gasolina acá es al revés
tengo un carbón y los voy uniendo hasta
obtener la gasolina el heptano lineal
Entonces eso le llaman
combustibles sintéticos bueno así es
combinar el hidrógeno con el bióxido de
carbono pues ahí también se podría hacer
vía esta nueva redes de hidrógeno debido
a la baja densidad energética del
hidrógeno en comparación con el gas
natural comprimido se deberían tener
presiones de hidrógeno en las redes de
tuberías de 100 a 150 bar para poder
competir en contenido energético con el
gas natural
comprimido esto obliga al empleo de
material asistentes en la construcción
de tuberías presentando especial la
atención en la fragilización por
hidrógeno porque Recuerden el hidrógeno
se meten los metales y los hace más
frágiles actualmente se encuentran
instalados unos 1500 kilómetros de
tuberías para el transporte de hidrógeno
en Europa en los países de Alemania
Bélgica Francia Holanda y Reino Unido
principalmente y 2500 kilómetros en
Estados Unidos en las estados de
California Luciana Texas principalmente
Entonces sí ya existen es algo que va
seguir creciendo Y como lo dije en la
anterior plática por la Guerra de
Ucrania y
Rusia si se está acelerando la
tecnología de hidrógeno Y se estaban
promoviendo nuevas redes de tuberías de
hidrógeno totalmente nuevas ahora en
cuanto a la educación de las redes
existentes de gas natural comprimido y
que en su esa
rds este distribuyendo el hidrógeno esta
opción es la de menor costo ya que
únicamente debe adecuarse la red de gas
natural en función del contenido de
hidrógeno las mezclas con contenido
hidrógeno inferior al 10% únicamente
requieren pequeñas modificaciones de la
red lo que les decía es como dopar el
gas natural comprimido elemento 10% de
hidrógeno este a lo largo de las últimas
décadas se ha ido investigando en el
campo de la mezcla hidrógeno con gas
natural comprimido Está tratando de
mejorar sus propiedades de combustible
en el otro extremo se sitúa la mezcla de
elevado contenido de hidrógeno por
encima del 80% es decir que si ya casi
su totalidad de esa red que ya existía
de gas natural ahora casi su totalidad
sea hidrógeno por encima del 80%. estas
mezclas que sean propuesto como una
transición viable hacia las tecnologías
de hidrógeno están pensadas Para
aprovechar Su contenido energético en
motores de combustión interna como paso
previo a la importación de pilas de
combustible hidrógeno y toda la
infraestructura necesaria
Bueno este aquí obviamente no puse
dibujito en la descripción de hidrógeno
porque finalmente son tuberías de gas
pero la dirección de hidrógeno líquido
por carretera
si hay están estas pipas es una pipa
totalmente que que que
suministra hidrógeno líquido aquí si no
pueden ser este cuadradas como era el
caso del anterior que era gas comprimido
por las altas presiones a las que debe
de estar este sometido este
y perdón Las bajas temperaturas por las
bajas temperaturas que debe de estar
este manteniendo el sistema para
mantener al hidrógeno líquido es por las
bajas temperaturas a través de la
distribución de hidrógeno líquido se
consigue optimizar la cantidad que se
puede destruir alcanzando los 4.000
kilogramos de hidrógeno 10 veces más que
en el supuesto anterior que cuando era
distribuir por carretera el gas
el hidrógeno en forma de gas ahí
solamente eran 400 kilogramos No aquí
pueden distribuirse hasta 4000
kilogramos otra ventaja adicional se
encuentra en elevada pureza obtenida a
licuar la hidrógeno capaz de cubrir todo
el rango de aplicaciones del hidrógeno
en cambio Si el hidrógeno se encuentra
como gas comprimido a la pureza
dependerá de la Fuente de origen de modo
que se impone una etapa adicional de
Purificación según sea el caso entonces
si yo distribuyo gas el hidrógeno en
forma de gas Voy a tener que tener un
sistema de aumento presión o sea de
recompresión para mi usuario final
porque lo malo estoy desde distribuyendo
a 200 Va pero en el caso de
400 kilogramos que se estuvieron en
forma este líquida pues es como cuando
tenemos este el gas licuado en nuestros
tanques de nuestra casa si si se cargan
el tanque lo lo mueven se siente como el
líquido se mueve el momento que abren la
válvula automáticamente por cambio de la
presión por disminución de la presión se
convierte en gas Esto hace la llave se
oye claramente como o se huele el gas lo
mismo pasa aquí entonces no necesito
sistemas de recompresión es más fácil
estar suministrando este gas a de que
está en forma líquida hacia el usuario
final solamente abriendo la llave va a
estar entrando hacia su su parte final
claro Sí sí sí sí se requiere el sistema
reguladores de la presión para este
mantener
no haya ningún accidente
otro factor a considerar es la
disponibilidad de hidrógeno líquido y la
distancia desde el punto de consumo a la
planta de licuefacción por todo lo
expuesto a la decisión de hidrógeno
líquido se considera óptima para unos
consumos medios es decir altos consumos
por ducto por por tuberías consumos
medios en líquido por este carretera
bajos consumos debe ser por gas en
carretera
veamos aquí una comparativa entre el
transporte por carretera hidrógeno tanto
líquido como hidrógeno en gas comprimido
en el caso de el parámetro de carga como
lo vimos en tráiler de forma líquida
este
400 kilogramos en un tráiler de
hidrógeno en forma gaseosa 300
kilogramos en descarga en kilogramos se
descargan los 400 kilogramos es decir
ahí no hay pérdida de que se quede
dentro del tráiler algo de hidrógeno en
el caso del gas como dijimos se puede
aprovechar hasta el
85%. el 15% forzosamente se queda ahí
dentro del tráiler no se puede
suministrar Entonces se baja a 250
kilogramos de 300 a 250 Y en el tráiler
del líquido a los 400 kilogramos son los
400 que se suminizan se está poniendo
así para tener una comparación más o
menos identifica de la mismos kilogramos
porque Recuerden que en líquido yo puedo
suministrar en tráiler hasta 4000
kilogramos bueno el tiempo horas en
trayecto aquí son cuatro y en tráiler
son 20
esto que implica bueno se implica lo que
les decía hace ratito que aquí Este
puedo transportar más este hidrógeno por
lo tanto el tiempo es menor y este acá
es mayor porque para una cantidad de
hidrógeno debo de estar haciendo más
viajes la pérdida es por evaporación en
la parte de líquido Pues si de líquido
se vuelve gas se está evaporando y el
punto 3% o aquí perdón el punto 13 Se
evapora así punto 3% al día se está
evaporando entonces lo que acá era que
el 15% se queda dentro del tráiler y no
lo puedo dar al usuario final aquí el
punto 3 se va está perdiendo por la
evaporación de pasarlo de líquido a este
gas aquí no aplica Pues porque ya es gas
en el caso de el tráiler que está
enviando
el hidrógeno de forma gaseosa Bueno
vamos ahora el módulo de almacenamiento
esto es de dinero en euros Cuánto cuesta
un módulo de almacenamiento en líquido
pues obviamente mucho más caro
450.000 euros Y cuánto cuesta un módulo
de almacenamiento de hidrógeno en gas
solamente 100.000 euros en el caso de un
bastidor este el caso de líquido son
60.000 euros el caso de gas 60.000 euros
Obviamente el vacío no tiene que ver con
lo que estés este
transportando sino solamente con la
movilidad del mismo en el caso de la
cabina Pues tampoco es el mismo tráiler
que puede estar moviendo a los dos
sistemas tanto líquido como gaseoso
bueno es una comparativa en donde nos
indican que si es mejor el líquido Bueno
pero eso rentable va a ser porque es en
una cosa es la parte de la distribución
si es mejor distribuirlo en líquido pero
el volverlo líquido es más caro Entonces
te va a convenir Pues cuando sea que lo
vas a suministrar una parte de media
un sistema medio de de almacenaje o de
necesidad necesidades medias necesidades
bajas sigue siendo más útil el gas en
tráiler y ya alta necesidad pues va a
ser en tuberías
distribución de hidrógeno por líquido
por vía marítima Pues a pesar de que su
implementación en Europa es hoy en día
casi nula en países como Canadá ya se
cuentan actualmente con varios diseños
de embarcación entonces este fíjense
como Canadá está viendo esta alternativa
de estar transportando el hidrógeno
hacia otros países por vía marítima este
Europa no porque Europa los estados
buscando más para autoconsumo más que
para estarlo entregando a otros países
Entonces tenemos en la fotografía del
lado izquierdo una barcaza de las cuales
han sido diseñadas para transportar
hidrógeno líquido una barcaza hecha como
lo dice aquí por Canadá uno de ellos
está basado en cinco embarcaciones
pequeñas que forman una entidad Superior
y que pueden separarse Una vez que se ha
completado el trayecto cada uno de los
cinco embarcaciones puede transportar
21.200 kilogramos nitrógeno no tengo
fotografía de esta aquí pero en las
redes en internet si puedo encontrar esa
fotografía de las cinco barcazas juntas
y que cuando llegan se separan y cada
una de ellas transporta 21.200
kilogramos otros los diseños se basa en
un este depósito individual capaz de
almacenar hasta
7.000 toneladas para estos diseños este
la tasa de pérdida por evaporación se
estima del punto 2 al punto cuatro por
ciento al día
y finalmente la disolución de hidrógeno
líquida por vía férrea los tanques
cilindros empleados en los transportes
por carretera pueden ser adaptados para
ser transportados por vía FR este
transporte cuya actividad queda
preestablecida en función de la red
rodea resulta Útil para distancias
superiores a 1500 kilómetros teniendo
por tanto un papel más destacado en
Norteamérica que en Europa donde su uso
ya es marginal o sea en Europa casi no
se usa se usa más este transporte en
Estados Unidos de transportar hidrógeno
por vía férrea se estima una cantidad de
hidrógeno transportada de 9.1 kilómetros
una tasa de pérdida por evaluación de
punto 2% al día pues esto es todo como
siempre les dejo mis datos se vio
Leandro Rito Barrera director de México
energía que mueve profesor del Instituto
Politécnico Nacional que estamos
llevando a cabo este programa entre el
politécnico y mexicanología que mueve mi
correo del polen mi correo de México
energía que mueve No dejen de ver el
canal de inversión electoral de
almacenamiento de energía inscríbanse y
nos vemos la siguiente semana hasta la
próxima adiós
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