ACTIVIDAD 4. COSTOS DE PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO

SEMINARIO DE HIDRÓGENO Y BIOENERGÍA

KARLA CLEMENTINA SOLIS ROMO

ACTIVIDAD 4. COSTOS DE PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO

INTRODUCCIÓN

La economía del hidrógeno posibilita una enorme redistribución del poder, con consecuencias trascendentales para la sociedad.

Reducirá drásticamente las emisiones de dióxido de carbono y mitigará los efectos del calentamiento global. Y dado que es tan abundante y existe en todas las partes del mundo, todos los seres humanos dispondrán de energía.

En la búsqueda de una fuente de energía más limpia, la culminación debe ser el hidrógeno mismo; hoy se están desarrollando tecnologías para hacer esto realidad. El hidrógeno tiene el potencial de ser utilizado en prácticamente todas las aplicaciones donde actualmente se utiliza combustible fósil, por lo que podríamos alcanzar pronto una economía de hidrógeno.

El hidrógeno, esta comenzando a ser controlado por el ingenio humano y aprovechado para fines humanos.

Proyectar la ruta adecuada al comienzo de una nueva era del hidrógeno en una realidad viable para nuestros hijos y es un valioso legado para las generaciones futuras.

Si consideramos que un kg de hidrógeno es energéticamente equivalente a un galón de gasolina, y los precios de estos energéticos

METODOS DE PRODUCCIÓN TECNOLOGÍA COSTOS

ENERGÍA EOLOELÉCTRICA El proceso consiste en generar electricidad por medio de una turbina de viento para llevar a cabo la electrólisis y extraer el hidrógeno del agua.

Con la idea de programar el despacho de energía eléctrica generada a partir del viento se han propuesto sistema híbridos con almacenamiento de energía en medios físicos (como tanques elevados) y químicos (como baterías convencionales).

Se han llevado a cabo investigaciones y desarrollos en sistemas híbridos donde el aerogenerador está acoplado a un electrolizador cuya función es generar hidrógeno a partir de la electrolisis del agua, el hidrógeno generado es almacenado y posteriormente aprovechado por una o varias celdas de combustibles que son dispositivos electroquímicos que utilizan el hidrógeno para generar energía eléctrica. emisiones en kg de dióxido de carbono (kg CO2) por energía producida en GJ:

16.5

MW generado de Hidrógeno por km2 :

7.69

Costo unitario ($/t H2) (dólares por tonelada de hidrógeno producida):

6081

PRODUCCIÓN BIOLÓGICA DE HIDRÓGENO

La bioproducción consiste obtener hidrógeno a partir de organismos vivos, ya sea en presencia de luz solar o por fermentación. Las algas verdes realizan un tipo específico de biofotólisis en un solo paso donde, primeramente, se debe incubar a las algas en la oscuridad y luego poner a acción de la luz.

Logrando así separar el agua en hidrógeno y oxígeno por acción de la luz, gracias a enzimas presentes en las algas verdes, como la hidrogenasa. En la biofotólisis directa la producción de hidrógeno depende de la tolerancia de la hidrogenasa al oxígeno. Este proceso no es sostenible en el tiempo ya que el oxígeno inactiva a la enzima hidrogenasa.

Las algas verdes y cianobacterias producen hidrogeno por biofotólisis directa o indirecta que ocurre en dos fases la fijación del dióxido de carbono y la generación de hidrogeno, también se produce por fermentación oscura donde están involucradas bacterias anaeróbicas.

La producción biológica de hidrogeno es un método de gran potencial pero su ritmo de producción es lento y necesita de grandes superficies.

emisiones en kg de dióxido de carbono (kg CO2) por energía producida en GJ:

53.9

MW generado de Hidrógeno por km2 :

0.83

Costo unitario ($/t H2) (dólares por tonelada de hidrógeno producida):

5170

REFORMADO CON VAPOR, PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO A PARTIR DEL GAS NATURAL SIN EMITIR DIÓXIDO DE CARBONO A diferencia de otros hidrocarburos, el gas natural tiene una alta tasa en la relación C-H, es de fácil manejo y tiene un bajo costo de producción.

El hidrógeno puede producirse desde gas natural por tres procesos químicos:

• Reformación de vapor (steam methane reforming- SMR)

• Oxidación parcial (POX)

• Reformación autotérmica (ATR)

La reformación de gas [2] involucra una reacción endotérmica de conversión de metano y vapor de agua. Este proceso se lleva a cabo a temperaturas de 700 a 850° C y una presión de 3 a 25 bar.

El producto contiene aproximadamente 12% de CO, que puede generar hidrógeno por medio de una reacción con agua.

4 2 2 CH + H O + calor →CO + 3H2

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