El Hidrogeno en el Mercado Naval

El cambio climático y el calentamiento global, dos retos universales que requieren de una estrategia global para paliar o ralentizar el proceso en el que estamos inmersos. Una de ellas es la búsqueda de nuevos sistemas de climatización y fuentes de energía alternativas. Para ello, es necesario dar con fuentes de energía renovables y que no generen emisiones dañinas para el medio ambiente, véase el CO2.

Es por ello, que el hidrógeno se ha erigido como una de las posibles soluciones y aunque no daña a la atmósfera no se encuentra en estado libre, por lo que es un combustible que se obtiene a partir de otros compuestos químicos.

En el marco Español, acaba de publicarse la Hoja de Ruta de la Eólica Marina y Energía en España donde se expone que están en desarrollo de manera paralela las Hojas de Ruta de Hidrógeno Renovable, la Hoja de Ruta del Autoconsumo y la Hoja de Ruta del Biogás, contemplado para lograr cumplir los objetivos energéticos y climáticos a 2030 y 2050.

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1. Qué es el Hidrógeno?

El hidrógeno se erige como la energía más atractiva de cara al futuro próximo por varios motivos. Se trata del elemento más abundante en el universo a pesar de no ser una energía primaria, por lo que no se encuentra en estado libre en la Tierra.

De hecho, el hidrógeno, el nitrógeno y el oxígeno representan el 75% del universo y son la base de la vida de nuestro planeta. Además, es el elemento químico más simple, formado sólo por un protón y un electrón, se encuentra combinado con otros elementos como el oxígeno formando agua, el carbono generando hidrocarburos u otra cantidad ingente de compuestos, en su mayoría orgánicos.

Durante su combustión genera sólo vapor de agua, por tanto, no resulta contaminante para el medio ambiente, este proceso se denomina electrólisis. La electrólisis consiste en hacer pasar una corriente eléctrica alta a través del agua que separa el hidrógeno del oxígeno.

A pesar de que parece un proceso simple, puede resultar muy costoso, pues se necesita un volumen muy grande de electricidad. Si en este proceso se utilizan gas natural, petróleo o carbón, se queman combustibles fósiles, por lo que se producen emisiones de carbono. Sin embargo, si la electricidad empleada en la electrólisis proviene de paneles solares, centrales hidroeléctricas o parques eólicos entre otros, podemos impedir estas emisiones de carbono.

Su almacenamiento puede realizarse como gas a presión y como líquido o distribuirse mediante gaseoductos, por lo que sería posible que sustituyera a medio-largo plazo al gas natural.

1.1 Ventajas del Hidrógeno

Por tanto, tal y como hemos comprobado en el apartado anterior, los beneficios en el uso del hidrógeno son diversos:

• El hidrógeno es renovable, lo que significa que es inagotable, una rica fuente de energía que está a nuestro alrededor.
• Es una fuente de energía limpia, al quemar hidrógeno no se liberan gases nocivos a la atmósfera, si no vapor de agua
• No es tóxico, el hidrógeno no causa daños a la salud humana, a diferencia de la energía nuclear o el gas natural.
• Es muy eficiente, la densidad energética del hidrógeno es muy alta y por lo tanto tiene mucha capacidad de potencia. De hecho, es tres veces más potente que el grueso de las fuentes de energía de origen fósil necesitándose por tanto menos hidrógeno para la misma tarea.
• Aceleraría el uso de las energías renovables, siempre y cuando toda la electricidad utilizada para la fabricación proceda de fuentes de energía renovables, estaremos hablando emisiones cero.
• Crearía muchos puestos de trabajo, sólo teniendo en cuenta el proyecto del Corredor Vasco del hidrógeno  se estima que se generarán más de 1.340 puestos de trabajo directos y 6.700 indirectos. Además, el uso del hidrógeno para la calefacción de los hogares se estima que en 2050 supondrá un incremento de puestos de trabajo aún sin delimitar.

1.2 Desventajas del Hidrógeno

• El hidrógeno es volátil, su alto contenido energético, convierte el hidrógeno es una sustancia altamente inflamable y volátil, debido a lo cual es un combustible peligroso para trabajar.
• La energía del hidrógeno es cara de producir, tanto el reformado con vapor de agua como la electrólisis son procesos costosos y esto impide que muchos países no pueden comprometerse con su producción. Aun así, se continúa investigando sobre nuevas formas de producir hidrógeno, de una manera más barata y sostenible.
• La energía del hidrógeno es difícil de almacenar, al ser el hidrógeno un gas muy ligero, su almacenamiento y transporte se ve comprometido. Para posibilitar su almacenamiento, éste tiene que ser comprimido en un líquido y almacenarlo a baja temperatura. Además, requiere de una elevada presión para llevar a cabo su almacenamiento, lo cual dificulta su transporte en grandes cantidades.
• El hidrógeno puede ser peligroso, como hemos mencionado anteriormente, se trata de un gas increíblemente inflamable y peligroso si no se trabaja con él correctamente. El hecho de que el hidrógeno sea inoloro también es un inconveniente pues son necesarios sensores para la detección de fugas.
• Fabricar hidrógeno puede producir carbono, existen diferentes formas de obtener hidrógeno, como también hemos visto anteriormente, algunas de ellas producen carbono. Pero este carbono puede ser capturado mediante la tecnología de captura, almacenamiento y uso del carbono (CCUS sus siglas en inglés), se la conoce como el conjunto de procesos que buscan la reducción del CO2 de la atmósfera, gracias a su captura y almacenamiento para su uso futuro, también conocido como hidrógeno azul.

2. Los Colores del Hidrógeno

Hemos oído hablar de hidrógeno de todos los colores, negro, gris, marrón, azul y el que parece que viene a revolucionar el futuro de la energía, el verde. A pesar de todo ello, el hidrógeno es un gas incoloro. El color del hidrógeno no es más que el que determina el nivel de emisiones que se generan en el proceso de combustión y la manera por tanto en la que se ha producido éste.

• El hidrógeno verde es el hidrógeno renovable o de baja huella de carbono, que no es más que el que surge como producto de la electrólisis del agua a partir de energía eléctrica renovable. Lo que determina que sea verde por tanto es que el proceso esté completamente alimentado con energías renovables, evitando así las emisiones contaminantes a la atmosfera. El hidrógeno verde es en definitiva el camino necesario para poder cubrir nuestras necesidades eléctricas, pues en 2050 la demanda eléctrica se doblará y el 80% del suministro estará cubierto por energías renovables. Estas son algunas de las fuentes renovables utilizadas para alimentar los electrolizadores: energía eólica, hidráulica, solar y mareomotriz.

• Hidrógeno negro o marrón, resulta de la gasificación del carbono, los combustibles que utiliza son no renovables y libera CO2.
• El hidrógeno gris se obtiene al hacer pasar el gas natural por vapor de agua a partir de la técnica del reformado por vapor. Es el sistema de producción más extendido en la actualidad, pero da lugar a la emisión de dióxido de carbono y monóxido de carbono. El reformado de metano por vapor es el proceso de separación del carbono y el hidrógeno en el metano.
• Si se atrapan todas o gran parte de las emisiones de CO2 con un sistema de captura y almacenamiento de carbono el hidrógeno verde pasará a ser hidrógeno azul, aunque sigue lanzando emisiones nocivas, estás son más bajas. Se pretende que éste hidrogeno azul sea la pieza fundamental en la transición energética.

3. El Hidrógeno en el Mercado Naval

Al igual que el conjunto de las industrias, la industria marítima se encuentra en plena transición energética, la reducción del nivel de emisiones de gases de efecto invernadero y de óxidos de nitrógeno es imperativa.

De cara al 2050 la industria naval se ha comprometido a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en un 50%, tomando como referencia los niveles de 2008.

Es por ello que se ha activado la búsqueda de combustibles alternativos más limpios. A pesar de los avances que se están realizando en relación a al amoniaco como combustible naval, es el hidrógeno el que está llamado a imponerse en un periodo medio-largo plazo como el combustible cero emisiones del futuro.

Hace unos meses nuestro Director Roberto García Soutullo participó en la Dinámica EDP: “BLUE ECONOMY E INDUSTRIA OFFSHORE” organizado por el Centro Internacional Santander de Emprendimiento junto con el Gobierno de Cantabria (España) para analizar y debatir las bases para el futuro dentro de las siguientes temáticas:

1- Producción eólica offshore – Energía marina
2- Construcción e ingeniería naval
3- Pesca y captura – Acuicultura
4- Transporte marítimo
5- Turismo costero

En estas dinámicas, como no puede ser de otra manera, el hidrógeno cuenta como una parte importante. Dentro de las oportunidades futuras del hidrógeno dentro del mercado naval, podemos encontrar Buques diseñados y reconvertidos para la generación, almacenaje y/o transporte de hidrógeno. Recreando la logística actual de las plataformas offshore con Buques FPSO y estaciones en tierra, podría recrearse un sistema apropiado para hacer «Hidrogeneras» (puntos de suministro de Hidrógeno) o Ship to Ship  para los barcos que empleen este elemento como combustible.

Plataformas offshore actuales

Por otro lado, se pudieron idear conceptos plataformas multipropósito que englobarían Acuicultura + Producción de Energía Marina + Hidrógeno + Turismo

Ejemplo de plataforma multipropósito por dnv

4. Trafag y el Hidrógeno

Desde hace ya 5 años Trafag conoce la repercusión que va a tener el hidrógeno en el futuro y es por ello por lo que no han dejado pasar esta atractiva oportunidad. Dentro del área de aplicaciones de las tecnologías del Hidrógeno Trafag puede encajar perfectamente en las aplicaciones estacionarias (hidrogeneras), transporte e integración en dispositivos de pequeña y mediana potencia.

Electrolizadores y pilas de combustible son las aplicaciones idóneas para los sensores especializados que, con una membrana de acero austenítico y tratamiento con nitrógeno, previenen los problemas de fragilización y permeabilidad incluso a presiones de hasta 1.000Bar e integración de sistemas de pila de combustible en pequeñas aplicaciones móviles o portátiles.

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