HIDROGENO COMO VECTOR ENERGÉTICO.

Transcripción

1 HIDROGENO COMO VECTOR ENERGÉTICO.

2 INDICE. 1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno. 2. El hidrógeno. Fundamentos. 3. Producción de hidrógeno. 4. Almacenamiento de hidrógeno 5. Transformación de hidrógeno. 6. Gestionabilidad de las energías renovables. 7. Hidrogeno como combustible alternativo para transporte. 8. Conclusiones.

3 INDICE. 1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno.

4 El Centro Nacional del Hidrógeno Organismo Público de Investigación(OPI) creado a través de un Consorcio entre el Ministerio deeconomíaycompetitividadylajuntadecomunidadesdecastilla-lamancha,al50%cada uno. Está ubicado en Puertollano, Ciudad Real(Castilla-La Mancha). Puertollano

5 Está orientado al desarrollo de todo tipo de tecnología relacionada con el hidrógeno y las pilas de combustible (laboratorios, bancos de ensayo, puestos de experimentación, pilas, sistemas de almacenamiento, ingeniería, seguridad, normativa ). Sus objetivos son: - 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.

6 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 de investigación) 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.

7 Plan Director de I+D Las Líneas Estratégicas del Plan Director son: NORMATIVA Y SEGURIDAD PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO ALMACENAMIENTO DE HIDRÓGENO TRANSFORMACIÓN DE HIDRÓGENO INTEGRACIÓN DE HIDRÓGENO IMPLANTACIÓN TECNOLÓGICA Y SOCIOECONÓMICA 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 Electrolisis a partir de energías renovables Métodos termoquímicos Procesos fotolíticos y procesos biológicos Procesos químicos de tratamiento de biomasa Tecnología de combustibles fósiles Hidrógeno gaseoso Hidruros metálicos Materiales Porosos Hidruros químicos Pilas de Combustible de Óxidos Sólidos (SOFC) Pilas de Combustible Poliméricas (PEM) Utilización de hidrógeno en sistemas de combustión Power to Gas Sistemas estacionarios Sistemas de Transporte Percepción social de la incorporación del hidrógeno Formación y Difusión Análisis Técnico- Económico Desarrollo de encuestas Realización de Jornadas Científico - técnicas

8 Laboratorios/Espacios de trabajo I. 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

9 INDICE. 1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno. 2. El hidrógeno.

10 El hidrógeno. Fundamentos. Fuente: AEH 2.

12 Producción actual de hidrógeno. Producción anual de hidrógeno~ 5 EJ 41 Mt, 470 bcm 95% de la producción es "cautiva", se consume in situ. 96% se produce por fuentes fósiles. Fuente: AEH 2.

13 Uso del hidrógeno en la actualidad. Fuente: AEH 2.

14 El hidrógeno. Fundamentos. 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 14

15 Energía por Unidad de Masa (MJ/kg) El hidrógeno. Fundamentos. Energía por unidad de masa de diferentes combustibles Hidrógeno Metano Propano Gasolina Diesel Metanol Hidrógeno Metano Propano Gasolina Diesel Metanol 1 kg 2,40 kg 2,59 kg 2,78 kg 2,80 kg 6,09 kg 15

16 El hidrógeno. Fundamentos. Energía por unidad de volumen de distintos combustibles en diferentes estados Energía por unidad de volumen (MJ/m3) Hidrógeno 200 bar Hidrógeno 350 bar Hidrógeno 700 bar Hidrógeno líquido Metano a 200 bar Metano líquido Metanol líquido Gasolina líquida Diesel líquido 16

18 El hidrógeno. Fundamentos.

19 INDICE. 1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno. 2. El hidrógeno. Fundamentos. 3. Producción de hidrógeno.

20 Producción de hidrógeno. Fuente: AEH 2.

21 Producción de hidrógeno. Fuente: AEH 2.

22 Producción de hidrógeno. Electrolisis. Fuente: Hydrogenics.

23 Producción de hidrógeno. Electrolisis. Fuente: Hydrogenics.

24 Producción de hidrógeno. Electrolisis. Tipos. Fuente: Frauhofer Institute.

25 Producción de hidrógeno. Electrolisis comercial. Fuente: Frauhofer Institute.

26 Costes producción de hidrógeno. Fuente: SET-TE Producción de hidrógeno

27 Emisiones distintas formas producción hidrógeno. Fuente: SET-TE Producción de hidrógeno

28 INDICE. 1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno. 2. El hidrógeno. Fundamentos. 3. Producción de hidrógeno. 4. Almacenamiento de hidrógeno.

29 Almacenamiento de hidrógeno. Fuente: AEH 2.

30 Almacenamiento de hidrógeno. Fuente: WHEC 2012, Vancouver. 30

31 Comparación tecnologías Comparación de los sistemas de almacenamiento. El hidrógeno gas comprimido tecnología más desarrollada y a menor coste. Inconvenientes son la baja densidad energética y las altas presiones necesarias. El hidrógeno líquido criogénico tiene una alta densidad energética. Problemas debido las temperaturas de trabajo: materiales, seguridad, coste energético. El hidrógeno en forma sólida está en desarrollo y es una tecnología con muchas posibilidades: gran capacidad de almacenamiento a bajas presiones, pero un alto peso del sistema. 31

32 INDICE. 1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno. 2. El hidrógeno. Fundamentos. 3. Producción de hidrógeno. 4. Almacenamiento de hidrógeno 5. Transformación de hidrógeno.

33 Transformación de hidrógeno. Pilas de combustible. Fuente: AEH 2.

34 Transformación de hidrógeno. Pilas de combustible. Fuente: AEH 2.

35 Transformación de hidrógeno. Microturbina. Fuente: Capstone.

36 Transformación de hidrógeno. Microturbina y Pila de Combustible.

37 Transformación de hidrógeno. MACI. Fuente: Guascor.

38 INDICE. 1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno. 2. El hidrógeno. Fundamentos. 3. Producción de hidrógeno. 4. Almacenamiento de hidrógeno 5. Transformación de hidrógeno. 6. Gestionabilidad de las energías renovables.

39 Gestionabilidad de parques eólicos. Fuente: ENERTRAG.

40 Gestionabilidad de parques eólicos. Fuente: Hydrogenics.

41 Gestionabilidad de parques eólicos. Fuente: SIEMENS.

42 Gestionabilidad de parques eólicos. Fuente: SIEMENS.

43 Power To Gas. Fuente: Solar Fuel.

44 Power To Gas. Fuente:

45 Power To Gas. Fuente: Audi.

46 Power To Gas. Fuente: Audi.

47 INDICE. 1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno. 2. El hidrógeno. Fundamentos. 3. Producción de hidrógeno. 4. Almacenamiento de hidrógeno 5. Transformación de hidrógeno. 6. Gestionabilidad de las energías renovables. 7. Hidrogeno como combustible alternativo para transporte.

48 HIDROGENO COMO COMBUSTIBLE ALTERNATIVO PARA TRANSPORTE.

49 HIDROGENO COMO COMBUSTIBLE ALTERNATIVO PARA TRANSPORTE. Fuente: Hyundai.

53 HIDROGENO COMO COMBUSTIBLE ALTERNATIVO PARA TRANSPORTE. Fuente: Linde.

54 HIDROGENO COMO COMBUSTIBLE ALTERNATIVO PARA TRANSPORTE. Fuente: Linde.

55 ESTRATEGIAS EN MOVILIDAD CON HIDROGENO EN DIFERENTES PAISES.

56 ESTRATEGIAS EN MOVILIDAD CON HIDROGENO EN DIFERENTES PAISES.

57 INDICE. 1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno. 2. El hidrógeno. Fundamentos. 3. Producción de hidrógeno. 4. Almacenamiento de hidrógeno 5. Transformación de hidrógeno. 6. Gestionabilidad de las energías renovables. 7. Hidrogeno como combustible alternativo para transporte. 8. Conclusiones.

58 CONCLUSIONES. Los sistemas basados en el hidrógeno como almacenamiento de energía eléctrica, son mas competitivos cuanto mayor es la cantidad de energía a almacenar. Los sistemas de hidrógeno, no son competitivos en la actualidad, pero van a ser rentables en el corto - medio plazo. En la actualidad existen gran cantidad de proyectos demostrativos 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 programa Horizon 2020 existen fondos destinados a estas tecnologías.

59 GRAN MARGEN DE MEJORAS. Las tecnologías del hidrógeno tienen margen de mejora, con capacidad para aumentar la eficiencia de los distintos procesos. Por ejemplo, mejora de materiales, optimización de distribución de flujos, etc. Las tecnologías del hidrógeno tienen gran capacidad de mejora de los costes, por ejemplo, mejorando la deposición de catalizador y por tanto necesitando menor cantidad, sustituyendo los actuales catalizadores (platino) por otros catalizadores mas económicos, etc. En la actualidad, existen muy pocos fabricantes de equipos de tecnología de hidrógeno, con lo que no existe competencia. Con un mayor grado de penetración de la tecnología, existencia de mercado, se genera la competencia.

60 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN.