Los múltiples colores del hidrógeno

El hidrógeno, junto con otras energías renovables y el gas natural, tiene un papel cada vez más importante en el panorama de las energías limpias. Las empresas y los países se interesan cada vez más por los combustibles alternativos en medio del impulso mundial a la neutralidad del carbono. Este año, la UE se comprometió a lograr la neutralidad climática (es decir, convertirse en una economía con cero emisiones netas de gases de efecto invernadero) para 2050, Australia lanzó su Estrategia Nacional del Hidrógeno para acelerar el desarrollo del hidrógeno limpio y exportarlo a los países vecinos y Shell y BP se comprometieron a lograr la neutralidad del carbono para 2050.

Para muchas empresas de petróleo y gas que pretenden descarbonizarse, el hidrógeno es el combustible elegido para cumplir los objetivos climáticos. Se espera que el crecimiento del hidrógeno despegue en los próximos 10-20 años, con una reducción de los costes a medida que el hidrógeno se produzca más ampliamente. Con las nuevas aplicaciones, el tamaño del mercado del hidrógeno bajo en carbono podría alcanzar los 25.000 millones de dólares en 2030 y crecer aún más a largo plazo.

El hidrógeno arde de forma limpia cuando se mezcla con el oxígeno, y se considera una alternativa de combustible ecológico en el transporte, la navegación y la calefacción (tanto doméstica como industrial). Curiosamente, el uso del hidrógeno como combustible no es nuevo. El hidrógeno ya es un componente del combustible para cohetes y se utiliza en turbinas de gas para producir electricidad, o se quema para hacer funcionar motores de combustión para generar energía. El hidrógeno también se utiliza como materia prima para producir amoníaco, metanol y otros productos petroquímicos.

En general, sabemos que el hidrógeno es una buena opción de combustible para las industrias que buscan descarbonizarse, pero no todo el hidrógeno es igual. Aunque el gas sólo emite agua cuando se quema, su contribución a la neutralidad del carbono depende de cómo se produzca.

El hidrógeno marrón se produce a partir de la gasificación del carbón, que emiteCO2 al aire en su combustión. El hidrógeno gris es el que se produce a partir de combustibles fósiles, como el gas natural, y es la forma de hidrógeno que más se produce actualmente en el mundo. El hidrógeno azul se produce de la misma manera que el gris, pero las tecnologías de captura y almacenamiento de carbono (CAC) evitan la liberación deCO2, permitiendo que el carbono capturado se almacene de forma segura en el subsuelo o se utilice en procesos industriales. El H2 turquesa (o bajo en carbono) es el hidrógeno producido a partir del gas natural mediante la tecnología de pirólisis de metales fundidos.

Como su nombre indica, el hidrógeno verde o renovable es la variedad más limpia, ya que produce cero emisiones de carbono. Se produce mediante electrólisis alimentada por energías renovables, como la eólica o la solar, para producir un combustible limpio y sostenible.

La electrólisis divide el agua (H2O) en hidrógeno y oxígeno, por lo que no hay residuos y todas las partes se utilizan con un impacto medioambiental cero. Si la energía utilizada para la electrólisis procede de fuentes renovables, puede considerarse un "combustible verde", ya que no tiene ningún impacto negativo en el medio ambiente.

En nuestro próximo blog hablaremos de los peligros potenciales del hidrógeno que pueden producirse durante la producción, el almacenamiento y el transporte, y de las soluciones de detección de gases que ofrece Crowcon.

Para saber más, descargue nuestra hoja informativa sobre el hidrógeno aquí.

 

Referencias:

Compromiso de neutralidad climática para 2050: La Comisión propone una Ley Europea del Clima y consulta sobre el Pacto Europeo por el Clima (abril de 2020)

Shell revela sus planes para convertirse en una empresa con cero emisiones de carbono para 2050(The Guardian, 16 de abril de 2020)

BP se propone alcanzar el objetivo de cero emisiones para 2050 y cambia su organización para lograrlo(BP.com, 12 de febrero de 2020)

La configuración del mercado mundial del hidrógeno del mañana (Baker Mackenzie, enero de 2020)

Los peligros del hidrógeno

Como combustible, el hidrógeno es altamente inflamable y las fugas generan un grave riesgo de incendio. Sin embargo, los incendios de hidrógeno son muy diferentes a los de otros combustibles. Cuando se producen fugas de combustibles e hidrocarburos más pesados, como la gasolina o el gasóleo, se acumulan cerca del suelo. En cambio, el hidrógeno es uno de los elementos más ligeros de la Tierra, por lo que cuando se produce una fuga el gas se dispersa rápidamente hacia arriba. Esto hace que la ignición sea menos probable, pero otra diferencia es que el hidrógeno se enciende y arde más fácilmente que la gasolina o el gasóleo. De hecho, incluso una chispa de electricidad estática procedente del dedo de una persona es suficiente para desencadenar una explosión cuando hay hidrógeno. La llama del hidrógeno también es invisible, por lo que es difícil determinar con precisión dónde está el "fuego" real, pero genera un calor radiante bajo debido a la ausencia de carbono y tiende a quemarse rápidamente.

El hidrógeno es inodoro, incoloro e insípido, por lo que las fugas son difíciles de detectar únicamente con los sentidos humanos. El hidrógeno no es tóxico, pero en ambientes cerrados, como las salas de almacenamiento de pilas, puede acumularse y provocar asfixia al desplazar al oxígeno. Este peligro puede contrarrestarse hasta cierto punto añadiendo odorantes al combustible de hidrógeno, lo que le confiere un olor artificial y alerta a los usuarios en caso de fuga. Pero como el hidrógeno se dispersa rápidamente, es poco probable que el odorante viaje con él. Las fugas de hidrógeno en interiores se acumulan rápidamente, al principio a la altura del techo y acaban llenando la habitación. Por lo tanto, la colocación de detectores de gas es clave para la detección precoz de una fuga.

El hidrógeno suele almacenarse y transportarse en tanques de hidrógeno licuado. La última preocupación es que, al estar comprimido, el hidrógeno líquido es extremadamente frío. Si el hidrógeno se escapa de su depósito y entra en contacto con la piel, puede provocar graves congelaciones o incluso la pérdida de las extremidades.

¿Qué tecnología de sensores es la mejor para detectar el hidrógeno?

Crowcon dispone de una amplia gama de productos para la detección de hidrógeno. Las tecnologías de sensores tradicionales para la detección de gases inflamables son los pellistores y los infrarrojos (IR). Los sensores de gas de pellistor (también llamados sensores de gas de perla catalítica) han sido la tecnología principal para la detección de gases inflamables desde la década de 1960 y puede leer más sobre los sensores de pellistor en nuestra página de soluciones. Sin embargo, su principal desventaja es que, en entornos con poco oxígeno, los sensores de pellistor no funcionan correctamente e incluso pueden fallar. En algunas instalaciones, los pellistores corren el riesgo de envenenarse o inhibirse, lo que deja a los trabajadores desprotegidos. Además, los sensores de pellistor no son a prueba de fallos, y un fallo del sensor no se detectará a menos que se aplique gas de prueba.

Los sensores de infrarrojos son una forma fiable de detectar hidrocarburos inflamables en entornos con poco oxígeno. No son susceptibles de ser envenenados, por lo que los IR pueden mejorar significativamente la seguridad en estas condiciones. Obtenga más información sobre los sensores IR en nuestra página de soluciones, y sobre las diferencias entre pellistores y sensores IR en el siguiente blog.

Al igual que los pellistores son susceptibles de envenenamiento, los sensores IR son susceptibles de sufrir fuertes choques mecánicos y térmicos y también se ven muy afectados por los cambios brutos de presión. Además, los sensores IR no pueden utilizarse para detectar el hidrógeno. Así que la mejor opción para la detección de gases inflamables de hidrógeno es la tecnología de sensores de espectrómetro de propiedades moleculares (MPS™). Esta no requiere calibración durante todo el ciclo de vida del sensor y, dado que el MPS detecta los gases inflamables sin riesgo de intoxicación o falsas alarmas, puede ahorrar significativamente el coste total de propiedad y reducir la interacción con las unidades, lo que se traduce en tranquilidad y menos riesgo para los operarios. La detección de gases por espectrómetro de propiedades moleculares se desarrolló en la Universidad de Nevada y es actualmente la única tecnología de detección de gases capaz de detectar múltiples gases inflamables, incluido el hidrógeno, de forma simultánea, muy precisa y con un único sensor.

Lea nuestro libro blanco para obtener más información sobre nuestra tecnología de sensores MPS y, si desea más información sobre la detección de gases de hidrógeno, visite nuestra página del sector y eche un vistazo a otros recursos sobre el hidrógeno:

¿Qué hay que saber sobre el hidrógeno?

Hidrógeno verde - Una visión general

Blue Hydrogen - Una visión general

Xgard Bright MPS detecta hidrógeno en aplicaciones de almacenamiento de energía