ENERGÍA ALTERNATIVA MEDIANTE EL HIDRÓGENO

INTEGRANTES:

SANCHEZ ZABALA MOISES200725106

SANDÓVAL AGUILERA VANESSA210007281

COMERCIALIZACIÓN Y NEGOCIACIÓN DE HIDROCARBUROSPET-214 “P”

INTRODUCCIÓN

El hidrógeno (H2) es un combustible que podría utilizarse en vez de los combustibles fósiles. Es una fuente de energía renovable que se puede generar de varias fuentes. El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, y por supuesto en la tierra. Es el elemento más sencillo y más liviano. También tiene el contenido energético más alto que cualquier combustible conocido.

El hidrogeno no existe naturalmente en altas concentraciones se encuentra normalmente ligado a otras moléculas, siendo el agua y los hidrocarburos los más comunes esto significa que el hidrogeno no es una fuente primaria de energía como el carbón, el petróleo o el gas natural.

Al igual que la electricidad se trata de un transportador de energía, por lo que como ella debe ser producido a partir de otras formas de energía. Aunque posee un atributo adicional que lo hace más atractivo que la electricidad para ciertas aplicaciones: puede almacenarse para ser utilizado con posterioridad.

Ambos, electricidad e hidrógeno, se denominan vectores energéticos. Son formas “nobles” de energía amigables al medio ambiente.

Hoy en día la energía del Hidrógeno se esta utilizando en países como EEUU, Alemania y Francia. También se esta implementando en España.

Actualmente (y desde hace unos 50 años) existen unos 1.500 Km de “Hidrogenoductos” en EEUU, Alemania y Francia.

MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE HIDRÓGENOÉste puede ser producido usando combustibles fósiles a través de reformación de gas natural o desgasificación de carbón. También puede ser producido mediante electrólisis usando electricidad y agua, consumiendo aproximadamente 50 kW/hr de electricidad para cada Kgr de hidrógeno. La energía nuclear puede ser ocupada de varias formas para la producción del hidrógeno. Otra opción puede ser la energía solar. REFORMACIÓNLa reformación de gas natural es el método más eficiente para la generación del hidrógeno. En estos momentos es el más usado debido a esto y a su bajo costo en comparación con la electrólisis. El método consiste en extraer el hidrógeno del gas natural a través de procesos químicos con vapor. El problema de este método es que se emiten gases contaminantes como el CO2. Este proceso depende de un combustible fósil no renovable, no se considera una fuente factible de largo plazo para la producción del hidrógeno. La eficiencia de éste proceso puede llegar a un 90%. ELECTRÓLISISSe puede producir el hidrógeno utilizando fuentes de energía renovable por medio del proceso de electrólisis. Se abastece electricidad de fuentes solares, eólicas o hidroeléctricas a un electrolizador, con que se divide el agua para producir hidrógeno y oxígeno. La electrólisis impulsada por la electricidad renovable es sustentable, eficiente (aproximadamente 75%) y no agota los recursos naturales. Esto significa que por cada Kwh de energía eléctrica que se ocupa, se genera una cantidad de hidrógeno que posee 0.75 Kwh de energía. La pequeña cantidad de agua necesaria (aproximadamente dos litros de agua produce una cantidad de hidrógeno con la potencia energética de un litro de gasolina) se devuelve al medio ambiente cuando se consume el hidrógeno. El oxígeno también puede servir como un subproducto útil.

MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO BiomasaLa biomasa es una opción de generación relativamente eficiente. Mediante procesos parecidos a la reformación de gas natural se puede llegar a eficiencias bastante altas, cercanas al 80%, sin embargo al igual que en la generación a través de gas natural, no es evitable la emisión de CO2.A escala mundial, el 48% de la producción utiliza el reformado de gas natural con vapor. Le siguen el 30% a partir de hidrocarburos, el 18% del carbón gasificado y el 4% por electrolisis.

COSTO DE OBTENCIÓN DE HIDROGENO

COSTO DE OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO

VENTAJAS DE HIDRÓGENO COMO COMBUSTIBLE No produce contaminación ni consume recursos naturales. No hay productos

secundarios ni tóxicos de ningún tipo que puedan producirse en este proceso.

Seguridad. el hidrógeno es más seguro que el combustible que está siendo reemplazado. Además de disiparse rápidamente en la atmósfera si se fuga, el hidrógeno, en contraste con los otros combustibles, no es tóxico en absoluto.

Alta eficiencia. Las celdas de combustible convierten la energía química directamente a electricidad con mayor eficiencia que ningún otro sistema de energía.

El hidrógeno tiene el más alto valor calorífico 141.86MJ/kg o 39.41kWh/kg y el más alto contenido de energía por unidad de peso que cualquier otro combustible.

El principal problema del hidrógeno es que sólo existen cantidades mínimas en la naturaleza.

Su producción requiere de calor o de electricidad generados por otra fuente de energía, como nuclear, solar o eólica, para descomponer el agua.

Elevado gasto energético para licuar el hidrógeno.

Tecnología emergente. Determinados problemas aún no resueltos afectan al funcionamiento de las pilas de combustible, especialmente en lo que respecta a su vida útil, lo que repercute en su comercialización.

Los contenedores para su almacenaje son grandes y el almacenamiento de cantidades adecuadas de hidrógeno a bordo de un vehículo todavía representa un problema significativo.

DESVENTAJAS DEL HIDRÓGENO COMO COMBUSTIBLE

LINEA DE CONDUCCIÓN Y PLANTA DE HIDRÓGENO EN EEUU Y EUROPA

COMPARACIÓN DEL HIDRÓGENO CON OTROS COMBUTIBLES

La densidad de energía por volumen es considerablemente menor, lo cual implica la necesidad de grandes volúmenes de almacenamiento para obtener una misma energía.

El hidrógeno pesa menos que el mismo volumen de gas natural o metano, pero tiene tres veces más contenido de energía por unidad de peso, que el gas natural.La relación combustible/aire es para el gas natural de 1 : 10 y para el hidrógeno 1 : 2,4.Al quemarse el hidrógeno es 16 veces más rápido que el metano.Tiene un poco más alta la temperatura de encendido que el gas natural.Es 10 veces más rápida la velocidad de la llama del hidrógeno.La energía necesaria para iniciarse la combustión de hidrógeno en el aire es de 0.02 MJ y la del gas natural es 0.3 MJ, lo que significa que es 15 veces menor para el hidrógeno.Un 1kg de hidrógeno contiene la misma cantidad de energía que la contenida en 3.5 litros de petróleo, en 1kg de gas natural o en 8kg de gasolina.

PILA, CÉLULA O CELDA DE COMBUSTIBLE

Una manera más accesible de usar el hidrógeno es a través de celdas de combustible que tiene una eficiencia 2,5 veces mayor que si se quema hidrógeno en un motor térmico.

Producen electricidad a partir de hidrógeno y de aire, resultando como residuo vapor de agua, el que no es contaminante a diferencia de un motor de combustión interna que emana CO2 al ambiente.

TIPOS Y APLICACIONES DE CELDAS DE COMBUSTIBLE DE HIDROGENO.

CONCLUSIÓN El Hidrógeno es una muy buena opción para sustituir a los combustibles

fósiles como el petróleo, el gas natural o el carbón. Debido a que no emite CO2 , no contamina al medio ambiente.

El Hidrogeno requiere de otra fuente de energía primaria u otra forma de energía derivada como la electricidad, para su producción, como ser nuclear, eólica o solar para descomponer el agua.

El Hidrógeno no es una energía primaria. Es solo un vector para su transporte y utilización

El hidrógeno tiene mayor contenido de energía que cualquier otro combustible.

ASME-ATI International Conference on Energy: Production, Distribution and Conservation, Milan, Italy, May 14-17, 2006.

Centro de Investigación de Energía Schartz (SERC).

OILFIELD REVIEW

http://ec.europa.eu/research/energy/pdf/hlg_vision_report_en.pdf

http://nuclear.inl.gov/deliverables/docs/gen-iv-10-yr-program-plan.pdf

http://www.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/storage/tech_status.html

BIBLIOGRAFÍA