Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico

7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico

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E3

El impacto del hidrogeno en el sectorenergtico

J.L.G. Fierro

Instituto de Catlisis y Petroleoqumica, CSIC

Zaragoza, 24 de abril de 2007

LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO


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E3

LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

El problema real de la energa

Emergencia de paises muy poblados con

una capacidad de consumo elevada

Consumo creciente de energa en lospaises en vas de desarrollo

Recursos energticos de origen fsil

limitados


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E3

LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

Hoy

Desarrollo de sistemas energticos eficientes,

sobre todo no contaminantes (FCs)

Maana

La economa del hidrgeno en un sistematotalmente integrado

La soluciLa solucin al problema energn al problema energticotico


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E3LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

Oil Gas Coal Nuclear Hydro/Renew ables

oil

gascoal

HidroHidro/renovable/renovable

nuclearnuclear

Fuerte dependencia de los combustibles fsiles


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E3LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

3.5CNG

4.0Diesel

4.8Gasolina

Emisiones de CO2

(kg/km)

Tipo de combustible

1.1Biodiesel

2.2Hidrgeno (NG)

3.3Bio-etanol

3.4B20

0.4Hidrgeno (electrolisis)

Emisiones de varios combustibles


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E3LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

Consumo de energa por sectores en UE y en Espaa

UESP

11%

15%

33%

41%

transporte

industria

hogares

servicios

15%

27%

28%

30%

transporte

industria

hogares

servicios

SPUE


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E3LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

Futuro

Consumo a corto y largo plazo como vector

energtico limpio:

2 H2 + O2 2 H2O + energa

Produccin de Hidrgeno

Presente

Produccin mundial: 0.55 B Nm3

/a* 2/3 qumica masiva (NH3, CH3OH,refino)

* 1/3 procesos industriales (vidrio, metalurgia,

grasas, productos farmacuticos, espacio)

Combustin directa

Pilas de combustible en automocin


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E3LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

Produccin de hidrgeno en gran escala

Tecnologa establecida basada en elciclo del carbono

reformado de gas natural

gasificacin de carbn

gasificacin de residuos

craqueo de metanol

Produccin masiva de CO2


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E3LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

El gas natural como alternativa ms efectiva

Abundancia

Reservas probadas en la Naturaleza: 1.4 x 1014 m3

Futuro esperanzadorDescubrimiento en 2002 de clatratos de metano en

el fondo de los ocanos (equivalente a 1020 m3)

Ventajas frente a otros hidrocarburosElevada relacin atmica H/C

Menos CO2 producido por C que otros hidrocarburos

Mayor cantidad de H2 por C


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E3LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

HidrHidrgenogeno hoyhoy

Consumo mundial

45 MM Tm/a (200 GWs)

96% Producido por SMRSe emiten 320 MM Tm de CO2/a

Consumo US 11 MM Tm/a

96% Producido por SMR

Emite 74 MM Tons de CO2/a

refino (37%)

NH3 (50%)

CH3OH (8)

Otros (5%)

El refino aumenta rpidamente el

consumo de hidrgeno (20% anual)


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E3LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

Evolucin de la produccin global de H2

0

100

200

300

400

2000 2020 2040 2060 2080 2100

World

HydrogenS

upply(EJ)

Solar Thermal

Nuclear High Temp.ReactorsElectrolysis

Biomass Gasification

Oil Partial Oxidation

Gas Steam Reforming

Coal Gasification

Gasif. carbn

MSR

biomasa

Solar trmica

Nuclear

Electrolisis

CO O


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E3LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

Estrategia para alcanzar el objetivo

Desarrollo de FCs estacionarias

Desarrollo de FCs para el transporte

Produccin centralizada de H2 y desarrollode red de distribucin

Transito de la tecnologa convencional de

produccin a las energas renovables

LA ECONOMIA


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E3LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

Alta densidad energtica:

H2: 33.3 kWh/kg

Gas Natural: 13.9 Petrleo: 12.4

Combustin limpia, sin produccin de

contaminates: NOx, CO, SOx, partculas

Combustible ms adecuado para FCs

El Hidrgeno como alternativa

LA ECONOMIA


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E3LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

El concepto de la oxidacin electrocataltica

del H2: energa limpia

Energa limpia(ausencia NOx, SO2, aromticos)

Elevada eficiencia

(no lmite de Carnot)

Anodo: H2 2 H+ + 2e

Ctodo: O2 + 2H+ H2O

Total: H2 + O2 H2O + elec + cal

LA ECONOMIA


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E3LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

Aporte de electricidad en sistema descentralizado

0

10

20

30

40

Carbn

G

as+Oil

Fossil+FCs

H2+FCsl

Nuclear

H

2+Geot.

Sol.T

rmica

S

olarFV

B

iomasa

Elica

Generacin

electrica(

%) 2020

2050

2100Tecnologas

Comb. fsiles

Tecnologas fuera

ciclo del carbono

LA ECONOMIA


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E3LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

Foto.

reformado

electricidad hidrgeno

elect.

electrolisis

red elctrica gasoducto

almacena.

estacionaria mvil

FC

energa

distribucin

aplicacin

produccin

LA ECONOMIA


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E3LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

prximo

futuro

realista

medio

plazo

trnsito

largo

plazo

renovable

gasolinaCH4, metanol

etanolH2

emisiones

reducidas

economapropia

Estrategia del combustible para las FCs entransporte

un combustible flexible proporciona sostenibil idad a largo plazo

3

LA ECONOMIA


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E3LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

HH

almacenamiento de electricidad

electri-

cidad

FCssolar

fsilterm.

elicabiom.


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E3

LA ECONOMIA


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E3LA ECONOMIA

DEL HIDROGENO

Corto plazo Alternativos de producir de H2 acoplados aprocesos de captura de CO2

procesos que no emitan CO2

Medio-largo plazo Mayor peso de los procesos de emisiones cero Desarrollo de tecnologas fuera del ciclo del

carbono Desarrollo de un sistema amplio y eficiente de

produccin-almacenamiento/distribucin

Conclusiones generalesConclusiones generales

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