View
234
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
1/20
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
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
2/20
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
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
3/20
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
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
4/20
E3LA ECONOMIA
DEL HIDROGENO
Oil Gas Coal Nuclear Hydro/Renew ables
oil
gascoal
HidroHidro/renovable/renovable
nuclearnuclear
Fuerte dependencia de los combustibles fsiles
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
5/20
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
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
6/20
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
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
7/20
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
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
8/20
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
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
9/20
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
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
10/20
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)
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
11/20
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
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
12/20
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
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
13/20
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
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
14/20
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
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
15/20
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
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
16/20
E3LA ECONOMIA
DEL HIDROGENO
Foto.
reformado
electricidad hidrgeno
elect.
electrolisis
red elctrica gasoducto
almacena.
estacionaria mvil
FC
energa
distribucin
aplicacin
produccin
LA ECONOMIA
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
17/20
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
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
18/20
E3LA ECONOMIA
DEL HIDROGENO
HH
almacenamiento de electricidad
electri-
cidad
FCssolar
fsilterm.
elicabiom.
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
19/20
E3
LA ECONOMIA
7/25/2019 Enviando El Impacto Del Hidrogeno en El Sector Energetico
20/20
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