Crecimiento potencial de la demanda

Crecimiento potencial de la demanda:

Durante los próximos 30 años, se espera que el uso de hidrógeno aumente drásticamente, con el hidrógeno limpio reemplazando al hidrógeno derivado de combustibles fósiles usado tanto en las aplicaciones existentes como en los múltiples nuevos usos. En algunos sectores, su rol preciso frente a otras opciones de descarbonización (en particular, la electrificación directa) es intrínsecamente incierta. Sin embargo, los escenarios razonables sugieren que en una economía de carbono cero para 2050 se necesitarán usar alrededor de 500 a 800 Mt de hidrógeno por año.

En 2018, se utilizaron alrededor de 115 Mt de hidrógeno en todo el mundo, de los cuales 70 Mt se produjeron a través de una producción dedicada, predominantemente a partir de gas natural (71 %) y carbón (27 %). Los principales usos de este hidrógeno fueron la refinación (38 Mt), la producción de amoníaco (31 Mt) y  metanol (12 Mt).

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El Hidrogeno como agente químico o materia prima:

El hidrógeno tiene un papel indispensable en la producción de amoníaco y metanol, así como un papel potencial en la producción de plásticos9 y acero debido a sus propiedades químicas y reactividad.

El Hidrogeno como fuente de Energía:

Como fuente de energía en comparación con la electrificación directa, el uso de hidrógeno es generalmente menos eficiente debido a las pérdidas de conversión de energía. Sin embargo, la mayor densidad de energía por masa del hidrógeno y de los combustibles derivados del hidrógeno, como el amoníaco o los combustibles sintéticos, en relación con las baterías, superará esa desventaja en las aplicaciones de transporte de larga distancia. Además, mientras que la conversión/reconversión entre electricidad e hidrógeno conlleva pérdidas importantes, el hidrógeno ofrece una forma económica y práctica de almacenar grandes cantidades de energía a largo plazo (semanas, meses, especialmente para hacer frente a cambios estacionales).

Ventajas y Desventajas Técnicas:

El Hidrógeno tiene muchas ventajas, incluida la ausencia de emisiones en la combustión y una densidad de energía muy alta por kg. Sin embargo, su producción y conversión implican pérdidas de energía, y su eficiencia de uso final es generalmente inferior a electrificación directa.

• Eficiencia Energética: La electrificación directa es generalmente más eficiente que las aplicaciones de hidrógeno debido a las pérdidas de producción de hidrógeno (aprox. 20-40 %¹) y una menor eficiencia de las aplicaciones de uso final.

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(Nota: La eficiencia energética describe la relación entre la energía de salida final y la energía de entrada. Incluye las pérdidas por producción de hidrógeno, transmisión de electricidad e hidrógeno, procesos de reconversión y uso final.)

• Almacenamiento de energía: El almacenamiento de energía a gran escala y de larga duración con baterías es difícil debido a la gran masa y volumen requeridos, mientras que el hidrógeno se puede almacenar de forma segura, sin pérdidas de energía. Si bien las pérdidas de energía en la reconversión de energía-hidrógeno-energía son significativas, la necesidad de almacenamiento de energía de larga duración para el equilibrio de la red en sistemas dominados por energías renovables significa que es probable que el uso del hidrógeno sea crucial

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Eficiencia de la conversión de energía para su almacenamiento.

• Densidad de Energía: El hidrógeno tiene una densidad de energía por masa mucho más alta que las baterías y, por lo tanto, es atractivo en aplicaciones de transporte donde se requieren grandes cantidades de energía con un peso mínimo. (camiones de larga distancia).

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       Densidad Gravimétrica de Energía (MJ/kg).                                    Densidad de energía volumétrica (MJ/m3)

Sin embargo, la densidad de energía por volumen del hidrógeno es muy baja, incluso en forma comprimida o licuada, lo que hace que el amoníaco y los combustibles sintéticos sean más atractivos para distancias más largas. (Aviación y transporte marítimo).

• Problemas de seguridad y fugas: si bien el hidrógeno es una molécula estable no tóxica que se puede almacenar de forma segura a temperatura ambiente y se ha utilizado en la industria durante muchos años, plantea importantes desafíos de almacenamiento y transporte debido al pequeño tamaño de su molécula, su baja densidad volumétrica (en relación con el metano) y su extrema inflamabilidad.

Si bien muchas de las consideraciones de seguridad se pueden superar, estas características pueden reducir su atractivo relativo en aplicaciones dispersas. Por otra parte, el amoníaco como combustible derivado del hidrógeno, no enfrenta el mismo desafío de transporte y almacenamiento, pero es tóxico y requiere procedimientos de seguridad estrictos.

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