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Tres cosas importantes que están sucediendo con el hidrógeno en este momento

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El potencial del hidrógeno como fuente limpia de energía está ganando impulso y las principales empresas están invirtiendo fuertemente en él y trabajando para incorporarlo a la corriente principal. Estas son las tres cosas importantes que se están desarrollando en la industria en este momento y que vale la pena conocer.

Duke Energy Corp.. ha revelado planes para construir y operar un innovador sistema de hidrógeno verde en su planta de energía solar DeBary en Florida, mientras que First Hydrogen mostrará el potencial inigualable del hidrógeno en la propulsión de vehículos. 

Mientras tanto, el laboratorio del Departamento de Energía de EE.UU. advirtió que la mezcla de hidrógeno en gas natural Las tuberías tienen límites debido a fugas. Luego sugirieron soluciones para ayudar a los operadores de oleoductos a determinar qué segmentos de la línea de transmisión necesitan modificación o reemplazo.

Duke presenta el primer sistema de hidrógeno verde de su tipo 

El gigante energético afirmó que esta iniciativa será “el primer sistema del país capaz de producir, almacenar y quemar hidrógeno 100% verde en una turbina de combustión”. Dado que la construcción comenzará a finales de este año, se espera que el sistema esté en pleno funcionamiento para 2024.

El proyecto integrará energía solar para alimentar dos unidades electrolizadoras de 1 MW, que producirán oxígeno y hidrógeno verde para almacenamiento seguro y uso posterior en una turbina de combustión. Este sistema se adaptará para funcionar con una mezcla de gas natural/hidrógeno o hidrógeno puro utilizando la tecnología GE Vernova. 

Este esfuerzo innovador refleja la anticipación de Duke Energy sobre el importante potencial del hidrógeno para lograr la descarbonización en todos los sectores de la economía estadounidense. También ayudará a la empresa energética a garantizar la fiabilidad de la red en medio de la creciente integración de fuentes de energía renovables. 

La iniciativa es una colaboración entre Duke, GE Vernova y Sargent & Lundy LLC, y es parte del programa integral “Vision Florida” de Duke. Comprende varios proyectos de vanguardia como microrredes, agresión con lesiones almacenamiento e instalaciones solares más almacenamiento, con un presupuesto de proyecto de 100 millones de dólares. 

Mientras la industria anticipa la viabilidad económica de las centrales eléctricas alimentadas con hidrógeno verde, los informes recientes de la Agencia Internacional de Energía enfatizan la necesidad de un sólido apoyo político y esfuerzos de inversión. Esto es crucial para acelerar la adopción de una producción de hidrógeno con bajas emisiones de carbono en todo el mundo, y la producción de hidrógeno verde desempeña un papel fundamental.

La agencia estimó que la producción de hidrógeno con bajas emisiones de carbono podría crecer significativamente para 2030, alcanzando los 38 millones de toneladas métricas por año. En cuanto al tamaño del mercado, las estimaciones muestran que la generación mundial de hidrógeno podría alcanzar más de 230 mil millones de dólares. 

Mercado mundial de generación de hidrógeno

Mercado mundial de generación de hidrógeno

Una empresa en particular que está dando el primer paso para aprovechar un crecimiento tan inmenso en la producción de hidrógeno es First Hydrogen Corp. 

Mostrando el potencial inigualable del hidrógeno 

Primer hidrógeno (TSXV: FHYD) (OTC: FHYDF) (FSE: FIT) vende y alquila vehículos comerciales propulsados ​​por pilas de combustible de hidrógeno de próxima generación. Son exactamente el tipo que el Departamento de Energía predice que explotará. 

El vehículo de demostración de la empresa, el FCEV, pasó a ser legal en circulación y cuenta con una autonomía de 500 km o más. Y los resultados de las pruebas superaron ese alcance con su FCEV superando un alcance de 630 km en una prueba con SSE Plc.

Rivus, con 120,000 vehículos en su flota, también ha elogiado los incomparables resultados de su análisis. Los vehículos comerciales de hidrógeno de tamaño mediano y ligero de First Hydrogen pueden repostar en minutos, al igual que un automóvil de gasolina.

Con eso, First Hydrogen anunció recientemente que organizará el primer evento en pista para su FCEV a finales de octubre en la pista de HORIBA MIRA, Reino Unido. Los participantes invitados tendrán acceso práctico al primer FCEV de su tipo y la oportunidad de conducirlo.

Pero la empresa es más que solo entregar vehículos impulsados ​​por hidrógeno; También planea construir su propia producción de hidrógeno.

First Hydrogen es uno de los muchos que creen que el hidrógeno se está convirtiendo en un actor estrella en la transición hacia una energía más limpia. Otras empresas también reconocen este cambio transformador y son pioneras en proyectos de mezcla de hidrógeno en EE. UU.

Sin embargo, un laboratorio del DOE advirtió sobre un desafío particular al que se enfrenta la mezcla de hidrógeno. 

La limitación clave de la mezcla de hidrógeno

Un estudio realizado por el Laboratorio Nacional Argonne reveló que la tendencia del hidrógeno a empeorar las fugas en las tuberías podría obstaculizar los esfuerzos de la industria para mezclar el combustible limpio en las líneas de transmisión de gas natural.  

  • Su modelo mostró que la introducción de una mezcla de hidrógeno del 30% en los gasoductos resultó en una reducción del 6% en las emisiones de GEI durante el ciclo de vida. 

Sin embargo, la investigación destacó que la combinación podría potencialmente aumentar las fugas de las líneas de transmisión, anulando los beneficios ascendentes y descendentes. Esto se debe a las diferencias en la densidad de energía entre el metano y el hidrógeno. El H2 tiene ⅓ de la densidad energética del CH4..

Eso significa que el aumento de los caudales y la presión para transportar hidrógeno en las tuberías también aumenta. metano tasas de fuga.

Mezcla de hidrógeno en gasoducto

Mezcla de hidrógeno en gasoducto

Fuente: sitio web del DOE

El científico principal Amgad Elgowainy enfatizó los desafíos que plantean el aumento del caudal y la presión durante el seminario web de octubre organizado por el Departamento de Energía para mostrar los hallazgos iniciales de su HyBlend iniciativa.

El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), que contribuye al programa HyBlend, ideó una herramienta para ayudar a los operadores a identificar activos de tuberías adecuados para la mezcla, identificar segmentos que necesitan modificaciones y estimar los costos asociados. 

Para abordar los desajustes entre la presión operativa máxima permitida (MAOP) entre los segmentos de la tubería, NREL propuso tres soluciones:

  1. Reemplace los segmentos con calidad de material y espesor de pared apropiados;
  2. Bucle de tuberías: instalación de tuberías que funcionan paralelas a segmentos existentes que no se alinean con el estándar de tuberías H2; y
  3. Agregue estaciones de compresores entre segmentos que no coincidan con el estándar.

En un estudio de caso relacionado con Alliance Pipeline LP, NREL descubrió que el bucle de tuberías surgió como el método más rentable. Lo más sorprendente es que también descubrieron que los costos de capital y operativos asociados con la modificación de los gasoductos para transportar hidrógeno tienen un impacto mínimo en el costo de la energía entregada.  

El sistema pionero de hidrógeno verde de Duke Energy y el inigualable sistema de First Hydrogen vehículo de pila de combustible de hidrógeno La solución significa un importante paso adelante en el camino hacia la sostenibilidad. Sin embargo, el análisis del Departamento de Energía subraya limitaciones críticas y propone soluciones vitales para integrar eficazmente el hidrógeno en la infraestructura de gas natural existente.

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