Ventajas y Desventajas de la Energía de Hidrógeno

Con las emisiones de carbono de nuestras calderas de gas y petróleo que contribuyen al calentamiento global y al cambio climático posterior, la atención del mundo se ha centrado en encontrar sistemas alternativos de calefacción y energía. Necesitamos encontrar fuentes de energía renovables y / o que no produzcan contaminantes nocivos.

Una solución potencial es la energía de hidrógeno, pero si bien no daña nuestra atmósfera, no es necesariamente una solución simple. Aquí exploramos las ventajas y desventajas clave de la energía del hidrógeno y cómo teóricamente podría usarse para alimentar nuestro futuro.

¿Qué es el hidrógeno?

Nuestro universo se compone de una amplia gama de componentes diferentes, cada uno de los cuales desempeña su propio papel en el delicado equilibrio del ecosistema de nuestro planeta. Los componentes más frecuentes son el hidrógeno, el nitrógeno y el oxígeno, con el hidrógeno representando el 75% del universo y formando la base de gran parte de la vida de nuestro planeta. El hidrógeno se encuentra en casi toda la materia vegetal y el agua. El sol también está formado por una gran cantidad de hidrógeno, pero es tan ligero que se evapora de la superficie de la tierra a través del calor de los rayos del sol.

El hidrógeno es el más simple de todos nuestros elementos, compuesto de un solo protón y un electrón. Esto significa que en la mayoría de los escenarios no existe por sí solo, sino que se combina con otros elementos (e.g. agua o H2O es 2 partes de hidrógeno a una parte de oxígeno). Sin embargo, el hidrógeno es una fuente de energía limpia que, si podemos extraerla del agua, el gas natural o la biomasa, puede utilizarse para alimentar y calentar nuestras sociedades.

Obtenga más información sobre la viabilidad de usar hidrógeno en lugar de gas natural en nuestras calderas en Calderas de hidrógeno: ¿Una alternativa a la Calefacción Central de Gas?

¿Cómo extraemos hidrógeno?

Hay dos métodos utilizados para extraer hidrógeno: la electrólisis o el reformado con vapor y metano.

La electrólisis implica pasar una alta corriente de electricidad a través del agua para separar los átomos de oxígeno e hidrógeno.

Suena bastante simple, pero este es un proceso costoso debido a la cantidad de electricidad requerida y para crear la electricidad, se queman combustibles fósiles (por ejemplo, gas natural, petróleo o carbón) que producen emisiones de carbono. Sin embargo, si la electricidad utilizada en la electrólisis se obtiene a través de paneles solares, parques eólicos o energía hidroeléctrica, podemos evitar estas emisiones de carbono.

El reformado a vapor de metano es el proceso de separación de carbono e hidrógeno en metano. Es el método más utilizado en este momento porque el hidrógeno se puede extraer en grandes cantidades, pero da como resultado la emisión de dióxido de carbono y monóxido de carbono. Ambos gases son dañinos para nuestra atmósfera y contribuirán al calentamiento global.

Sin embargo, es posible capturar el carbono emitido durante el proceso de producción de hidrógeno con sistemas de Almacenamiento de Captura de Carbono (CSS) que evitarían que el carbono se libere a la atmósfera.

Ventajas de la energía de hidrógeno

El hidrógeno es renovable

El hidrógeno es una fuente de energía renovable, lo que significa que no podemos quedarnos sin él, al menos no en una escala de tiempo humana. Es una rica fuente de energía que está a nuestro alrededor.

El hidrógeno es una fuente de energía limpia

Cuando quemamos hidrógeno, no se liberan subproductos dañinos a la atmósfera. De hecho, una vez que el hidrógeno se ha utilizado como fuente de energía, se puede convertir en agua potable para los astronautas.

La energía de hidrógeno no es tóxica

El hidrógeno no causa daños a la salud humana a diferencia de la energía nuclear o el gas natural.

La energía de hidrógeno es altamente eficiente

El hidrógeno es increíblemente denso en energía y es capaz de proporcionar una gran cantidad de energía. Es 3 veces más potente que la mayoría de las fuentes de combustibles fósiles, por lo que se requiere menos hidrógeno para realizar las mismas tareas. Esta es la razón por la que el hidrógeno se utiliza en la exploración espacial para alimentar naves espaciales, aviones, barcos, automóviles y pilas de combustible.

Desventajas de la energía de hidrógeno

El hidrógeno es volátil

Debido a su alto contenido de energía, el gas de hidrógeno es una sustancia altamente inflamable y volátil que lo convierte en un combustible riesgoso para trabajar.

La energía de hidrógeno es costosa de producir

Tanto el reformado de vapor-metano como la electrólisis son procesos costosos que impiden que muchos países se comprometan a la producción en masa. Se están llevando a cabo investigaciones y ensayos para intentar descubrir una forma barata y sostenible de producir suficiente hidrógeno sin aportar más carbono a la atmósfera.

La energía de hidrógeno es difícil de almacenar

El hidrógeno es un gas mucho más ligero que la gasolina, lo que dificulta su almacenamiento y transporte. Para poder almacenarlo necesitamos comprimirlo en un líquido y almacenarlo a baja temperatura. Las altas cantidades de presión necesarias para almacenar hidrógeno hacen que sea un combustible difícil de transportar en grandes cantidades.

El hidrógeno puede ser peligroso

El hidrógeno es increíblemente inflamable, lo que lo convierte en un combustible peligroso si no se maneja correctamente. Tampoco hay olor al hidrógeno, por lo que se requieren sensores para detectar fugas.

¿Se podría usar hidrógeno en la calefacción del hogar?

En este momento, la gran mayoría de los hogares del Reino Unido dependen de sistemas de calefacción de combustible fósil, como calderas de gas natural y petróleo. Para reducir nuestras emisiones de carbono de acuerdo con los objetivos del gobierno y luchar contra el cambio climático, necesitamos cambiar la forma en que calentamos nuestros hogares. Una de las posibles soluciones es cambiar el gas que usamos para calentar el 84% de los hogares del Reino Unido de gas natural a hidrógeno.

La teoría es que en lugar de causar grandes trastornos y gastos al pedir a la mayoría de los hogares en el Reino Unido que reemplacen su sistema de calefacción con una tecnología completamente alienígena, reemplazamos el gas natural con hidrógeno. Gradualmente podríamos aumentar los niveles de hidrógeno suministrado a los hogares y disminuir nuestra dependencia del gas natural hasta que usemos hidrógeno al 100%. Los principales beneficios son:

En teoría, todo esto tiene sentido, pero requeriría que todas las calderas de gas en el Reino Unido fueran reemplazadas por una caldera lista para el hidrógeno. En lugar de esperar que la industria y los propietarios de viviendas hagan el cambio de la noche a la mañana, podría suceder gradualmente, p.ej. cuando una caldera de gas natural llega al final de su vida útil natural, sería reemplazada por una caldera lista para el hidrógeno. De esta manera, cuando la red de hidrógeno esté lista, se cambiaría el combustible en lugar del sistema de calefacción, lo que minimiza las interrupciones.

Worcester Bosch ya ha revelado su primera caldera lista para hidrógeno. La caldera sigue siendo compatible con gas natural, pero después de una breve visita de un ingeniero de calefacción, puede trabajar en un suministro del 100% de hidrógeno.

Como alternativa a las calderas, también es posible que una pila de combustible de hidrógeno proporcione calefacción y energía a un hogar. Una pila de combustible convierte la energía química de un combustible, en este caso hidrógeno, así como un oxidante (oxígeno) en un suministro de electricidad. También se produce calor durante este proceso, que se puede usar para calentar el hogar. El Vitovalor CHP de Viessmann es un sistema de calefacción con pilas de combustible que ya está en el mercado.

Entonces, ¿es el calentamiento por hidrógeno una opción viable?

Las ventajas y desventajas de la energía de hidrógeno hidrógeno hacen que el tema sea algo claro. Desafortunadamente, la producción de hidrógeno es actualmente muy costosa de producir y nuestro proceso de producción actual puede emitir carbono, lo que derrota en cierta medida el objeto de intercambio a una red de hidrógeno.

Sin embargo, según los expertos de la industria, el hidrógeno tiene un papel importante que desempeñar en el futuro de la calefacción doméstica. Ya se están llevando a cabo ensayos de calentamiento de hidrógeno en el Reino Unido, donde ya se está utilizando una combinación de gas hidrógeno y gas natural en algunas áreas. Se han previsto más juicios para los próximos años.

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Cualquiera que sea el resultado de estos ensayos, es poco probable que las calderas de hidrógeno sean una opción para los propietarios de viviendas del Reino Unido en el futuro previsible. Si está buscando reemplazar su sistema de calefacción por una solución más ecológica ahora, una caldera de gas moderna y más eficiente en energía podría ser su mejor opción. Es posible que algunos propietarios quieran considerar la instalación de una bomba de calor, paneles solares térmicos o una caldera de biomasa, pero hay varios factores a considerar. Obtenga más información en Alternativas a las Calderas de Gas.

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