HIDROGENO COMO VECTOR ENERGÉTICO. COMO VE… · transporte. 8. Conclusiones. INDICE. 1. Qué es el...
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INDICE.
1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno.2. El hidrógeno. Fundamentos.3. Producción de hidrógeno.4. Almacenamiento de hidrógeno5. Transformación de hidrógeno.6. Gestionabilidad de las energías renovables.7. Hidrogeno como combustible alternativo para transporte.8. Conclusiones.
El Centro Nacional del Hidrógeno
◙ Puertollano
� Organismo Público de Investigación (OPI) creado a través de un Consorcio entre el Ministerio
de Economía y Competitividad y la Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha, al 50 % cada
uno.
� Está ubicado en Puertollano, Ciudad Real (Castilla-La Mancha).
• Está orientado al desarrollo de todo tipo de tecnología relacionada con el hidrógeno ylas pilas de combustible (laboratorios, bancos de ensayo, puestos de experimentación,pilas, sistemas de almacenamiento, ingeniería, seguridad, normativa…). Sus objetivosson:
- Realizar Investigación, experimentación y validación de
prototipos y equipos.
- Desarrollar y escalar procesos.
- Homologar, certificar y verificar componentes y sistemas.
- Impulsar las tecnologías de hidrógeno y pilas de combustible
a nivel nacional e internacional.
- Facilitar el acceso de personal investigador y empresas a sus
equipos e infraestructuras.
- Ser nexo de unión entre los diferentes centros de
investigación y las empresas en el ámbito del hidrógeno y las
pilas de combustible.
- Promover e impulsar el uso de las tecnologías mediante la
realización de estudios de percepción social, formación y
difusión del uso sus aplicaciones.
Actividad
El CNH2 desarrolla su actividad sobre la base de ejecución de proyectos de I+D+i, que pueden ser:
� bajo contrato (financiados por empresas u entidades privadas) � financiados públicamente (acogidos a convocatorias públicas internacionales, nacionales o
regionales en los que participa a título individual o en colaboración con empresa y centros deinvestigación) o
� estratégicos (internos financiados por el propio centro).
También presta servicios a terceros (empresas e
investigadores) de diferentes tipos: consultoría,
caracterización y análisis, diseño y construcción de bancos
de ensayo, estudios de seguridad y normativa, etc.
Plan Director de I+D• Las Líneas Estratégicas del Plan Director son:
NORMATIVA Y SEGURIDAD
Desarrollo de la normativa
Investigación en métodos
de análisis de estudios de seguridad
Sistema de detección de
fugas y atmosferas explosivas
Validación, certificación y homologación de elementos
y sistemas
PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO
Electrolisis a partir de energías
renovables
Métodos termoquímicos
Procesos fotolíticos y procesos biológicos
Procesos químicos de
tratamiento de biomasa
Tecnología de combustibles
fósiles
ALMACENAMIENTO DE HIDRÓGENO
Hidrógeno gaseoso
Hidruros metálicos
Hidruros químicos
Materiales Porosos
TRANSFORMACIÓN DE HIDRÓGENO
Pilas de Combustible de Óxidos
Sólidos (SOFC)
Pilas de Combustible Poliméricas
(PEM)
Utilización de hidrógeno en sistemas de combustión
Power to Gas
INTEGRACIÓN DE HIDRÓGENO
Sistemas estacionarios
Sistemas de Transporte
IMPLANTACIÓN TECNOLÓGICA Y
SOCIOECONÓMICA
Percepción social de la
incorporación del hidrógeno
Formación y Difusión
Análisis Técnico-
Económico
Desarrollo de encuestas
Realización de Jornadas
Científico -técnicas
Laboratorios/Espacios de trabajoI. Laboratorio de Electrólisis Alcalina
II. Laboratorio de Almacenamiento
III. Laboratorio de Tecnología PEM: Investigación y
escalado
IV. Laboratorio de Electrónica de Potencia
V. Laboratorio de Microrredes
VI. Laboratorio de Simulación
VII. Laboratorio de caracterización de materiales
VIII. Laboratorio de óxidos sólidos
IX. Laboratorio de vehículos e hidrogeneras
X. Laboratorio de tecnología PEM: testeo de
tecnología PEM
XI. Taller de fabricación de prototipos
XII. Fab-Lab
XIII. Unidad de Cultura Científica y de la Innovación
CNH2-(UCC+i-CNH2)
XIV. Demostrador edificio eficiente energéticamente
XV. Laboratorio de Integración doméstica
• 95% de la producción es "cautiva", se consume in situ.
• 96% se produce por fuentes fósiles.
Producción anual de hidrógeno ~ 5 EJ ≅ 41 Mt , 470 bcm
Producción actual de hidrógeno.
Fuente: AEH2.
El almacenamiento del hidrógeno es un punto clave para su introducción en el mercado.
Se caracteriza por tener una alta densidad energética por unidad de masa pero ocupa mucho volumen
Densidad del hidrógeno gas 0,0899 kg/Nm3
Densidad del hidrógeno líquido 0,0708 kg/L
Densidad energética del hidrógeno gas 10,8 MJ/Nm3
Densidad energética del hidrógeno líquido 8,495 MJ/L
1 kg de hidrógeno equivale a 2,78 kg de gasolina
1Nm3 de hidrógeno equivale a 0,34 L de gasolina
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El hidrógeno. Fundamentos.
Energía por unidad de masa de diferentes combustibl es
0
20
40
60
80
100
120
140
Hidrógeno Metano Propano Gasolina Diesel Metanol
Ene
rgía
por
Uni
dad
de M
asa
(MJ/
kg)
Hidrógeno Metano Propano Gasolina Diesel Metanol
1 kg 2,40 kg 2,59 kg 2,78 kg 2,80 kg 6,09 kg
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El hidrógeno. Fundamentos.
Energía por unidad de volumen de distintos combusti bles en diferentes estados
0
5
10
15
20
25
30
35
Hidrógeno 200bar
Hidrógeno 350bar
Hidrógeno 700bar
Hidrógenolíquido
Metano a 200bar
Metano líquido Metanollíquido
Gasolinalíquida
Diesel líquido
Ene
rgía
por
uni
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en (M
J/m
3)
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El hidrógeno. Fundamentos.
1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno.2. El hidrógeno. Fundamentos.3. Producción de hidrógeno.
INDICE.
1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno.2. El hidrógeno. Fundamentos.3. Producción de hidrógeno.4. Almacenamiento de hidrógeno.
INDICE.
Comparación tecnologías
• El hidrógeno gas comprimido tecnología más desarrollada y a menor coste.Inconvenientes son la baja densidad energética y las altas presionesnecesarias.
• El hidrógeno líquido criogénico tiene una alta densidad energética.Problemas debido las temperaturas de trabajo: materiales, seguridad, costeenergético.
• El hidrógeno en forma sólida está en desarrollo y es una tecnología conmuchas posibilidades: gran capacidad de almacenamiento a bajaspresiones, pero un alto peso del sistema.
Comparación de los sistemas de almacenamiento.
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1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno.2. El hidrógeno. Fundamentos.3. Producción de hidrógeno.4. Almacenamiento de hidrógeno5. Transformación de hidrógeno.
INDICE.
1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno.2. El hidrógeno. Fundamentos.3. Producción de hidrógeno.4. Almacenamiento de hidrógeno5. Transformación de hidrógeno.6. Gestionabilidad de las energías renovables.
INDICE.
1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno.2. El hidrógeno. Fundamentos.3. Producción de hidrógeno.4. Almacenamiento de hidrógeno5. Transformación de hidrógeno.6. Gestionabilidad de las energías renovables.7. Hidrogeno como combustible alternativo para transporte.
INDICE.
1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno.2. El hidrógeno. Fundamentos.3. Producción de hidrógeno.4. Almacenamiento de hidrógeno5. Transformación de hidrógeno.6. Gestionabilidad de las energías renovables.7. Hidrogeno como combustible alternativo para transporte.8. Conclusiones.
INDICE.
CONCLUSIONES.Los sistemas basados en el hidrógeno comoalmacenamiento de energía eléctrica, son mascompetitivos cuanto mayor es la cantidad de energía aalmacenar.
Los sistemas de hidrógeno, no son competitivos en laactualidad, pero van a ser rentables en el corto - medioplazo. En la actualidad existen gran cantidad de proyectosdemostrativos con resultados muy interesantes.
Es necesario apoyar la I+D+i de este tipo de tecnologías,pues existe un gran margen de mejora. En el programaHorizon 2020 existen fondos destinados a estastecnologías.
GRAN MARGEN DE MEJORAS.Las tecnologías del hidrógeno tienen margen de mejora,con capacidad para aumentar la eficiencia de los distintosprocesos. Por ejemplo, mejora de materiales, optimizaciónde distribución de flujos, etc.
Las tecnologías del hidrógeno tienen gran capacidad demejora de los costes , por ejemplo, mejorando ladeposición de catalizador y por tanto necesitando menorcantidad, sustituyendo los actuales catalizadores (platino)por otros catalizadores mas económicos, etc.
En la actualidad, existen muy pocos fabricantes deequipos de tecnología de hidrógeno, con lo que no existecompetencia. Con un mayor grado de penetración de latecnología, existencia de mercado, se genera lacompetencia.