25.10.2009
ENFOQUE
El desafío: aprovechar la energía del hidrógeno
DESARROLLAN. INICIATIVAS PARA DEMOSTRAR LA
VIABILIDAD TÉCNICA Y ECONÓMICA DE LA PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO A PARTIR DE
UNA FUENTE LIMPIA, COMO LA HIDROENERGÍA Y EL SOL
Organismos estatales, empresas, academias e institutos de investigación de todo el mundo están apostando al hidrógeno como fuente energética del futuro, por lo que desarrollan múltiples esfuerzos para aprovechar al máximo este elemento, considerado el más abundante de la naturaleza.
Como parte de esos esfuerzos, en mayo de este año, en Noruega se inauguró una autopista de hidrógeno de 560 kilómetros, que va de Oslo al centro petrolífero de Stavanger. Más de una docena de vehículos impulsados por hidrógeno, aún experimentales, la recorrieron. A lo largo de esa ruta, la compañía noruega de petróleo y gas StatoilHidro ha construido varias estaciones de suministro de hidrógeno en las que los vehículos se abastecen en segundos.
En Londres, capital británica, como parte del programa ofical de hidrógeno, las autoridades del transporte público Transport for London y la empresa Air Products firmaron un acuerdo para utilizar hidrógeno en una flotilla de autobuses. El acuerdo incluye el suministro del combustible y la instalación de una estación que proporcione hidrógeno a 10 autobuses, los que estarían circulando el año próximo por las calles londinenses. La empresa consideró que se trata de una de las inversiones más importantes en tecnología del hidrógeno para el transporte en Europa.
En Hamburgo, Alemania, el consorcio escandinavo Vattenfall inició la construcción de la mayor estación de hidrógeno de Europa, que proporcionará combustible ecológico a la nueva generación de vehículos de transporte público del ferrocarril elevado de Hamburgo que funcionan con pilas de hidrógeno. Se estima que la estación comenzará a funcionar a finales de 2010 y alcanzará su máxima producción en 2013 con un total de 780 kilogramos de hidrógeno diarios.
En tanto, en Brasil, la Empresa Metropolitana de Transportes Urbanos (EMTU), que pertenece al gobierno regional de Sao Paulo, desarrolló y
fabricó el primer autobús de Latinoamérica movido por hidrógeno, “un
combustible que no emite gases contaminantes. Por el contrario el autobús
movido a hidrógeno lanza al ambiente apenas vapor de agua, con lo que
contribuye a humedecer el aire”, (www.spanish.xinhuanet.com). Brasil es el
mayor productor mundial de autobuses. El modelo brasileño se basa en una
célula de combustible que transforma el hidrógeno en electricidad y permite
mover el autobús por intermedio de dos motores eléctricos. Cada célula genera
69 kilovatios de potencia.
Generadoras, aviones y trenes
Las experiencias de hidrógeno como combustible no se limitan al transporte terrestre. Hace un par de meses comenzó a funcionar en Venecia, Italia, la primera planta eléctrica comercial alimentada con hidrógeno, con capacidad para generar 60 millones de kilovatios por hora al año.
Utiliza un sistema desarrollado por la empresa energética Ente Nazionale per l’Energía eLettrica (ENEL) en colaboración con General Electric. La electricidad que genera la planta es suficiente para cubrir las necesidades de 20,000 hogares y ahorrará la emisión de 17,000 toneladas de CO2 al año.
En tanto, el año pasado, Toledo, España, fue sobrevolado por el primer avión de hidrógeno, tripulado, de la empresa Boeing, aunque se descarta que se pueda utilizar en el transporte de pasajeros a corto o mediano plazos.
Este combustible también fue probado para movilizar un minitren propulsado por celdas de hidrógeno, desarrollado por el Museo Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán, el que no emite gases contaminantes que dañen el medio ambiente y no necesita recargas frecuentes.
El hidrógeno como energía limpia
La multiplicidad de iniciativas que se desarrollan en el mundo para aprovechar el hidrógeno lo presentan como un combustible renovable con gran futuro.
El hidrógeno es el elemento más ligero (pesa 14 veces menos que el aire), más básico y más ubicuo (presente en todas partes al mismo tiempo) del universo. Se encuentra en el agua, en los combustibles fósiles y en los seres vivos. Raramente aparece en estado libre en la naturaleza, sino que debe ser extraído de fuentes naturales.
El hidrógeno obtenido puede ser comprimido y almacenado en celdas por varios meses hasta que se lo necesite. El hidrógeno representa energía almacenada, se puede quemar como cualquier combustible para producir calor, impulsar un motor o producir electricidad en una turbina.
Es utilizado como combustible en diversos procesos industriales y como fuente de energía. Cuando se utiliza como fuente de energía, como no contiene carbono, no emite dióxido de carbono.
Si para obtener el hidrógeno no se utilizan energías renovables como fuente primaria, éste deja de ser energía limpia en cuanto para su producción se generan emisiones contaminantes. Actualmente, el 48% del hidrógeno se produce a partir del gas natural (actualmente la opción más barata); el 30%, del petróleo, y el 18%, del carbón. La electrólisis (la separación del hidrógeno que contiene el agua común) representa apenas el 4%.
Proyecto Hércules
Para demostrar la viabilidad técnica y económica de la producción de hidrógeno a partir de una fuente limpia, en España se desarrolla el proyecto Hércules, ideado por un consorcio de empresas y organismos públicos españoles, como Abengoa, Santana Motor, Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), Carburos Metálicos, la Asociación de Investigación y Cooperación Industrial de Andalucía (AICIA), GreenPower y la Junta de Andalucía.
Cuenta con un presupuesto de 10 millones de euros y una duración de cuatro años. Como parte del mismo desarrollan un vehículo que funcionará con pila de hidrógeno producido con energía solar, y establecerán una estación de servicio (hidrogenera) para el abastecimiento del prototipo en la planta de energía termosolar que tiene Abengoa en Sevilla.
El prototipo de hidrógeno se desarrolla mediante la adaptación del todoterreno comercial modelo Santana 350, sustituyendo su sistema de propulsión convencional por un nuevo sistema de potencia compuesto principalmente por una pila de combustible y un motor eléctrico. Este vehículo dispone de una potencia de 200 CV, una autonomía de 400 kilómetros y un depósito de hidrógeno tipo III a 350 bar de presión.
El aprovechamiento de la energía del sol para la producción del hidrógeno se realiza fundamentalmente mediante paneles fotovoltaicos y un sistema Stirling que genera la energía eléctrica empleada por un sistema electrolizador, que se encarga de generar hidrógeno mediante disociación de la molécula del agua. El hidrógeno renovable producido se envasa a presión en los tanques de la hidrogenera.
Experiencia local
Mucho antes del inicio del proyecto Hércules, el Programa de Hidrógeno y Tecnología de Celda de Combustible, del Instituto de Energía de la Universidad Autónoma de Santo Domingo (UASD), en República Dominicana, propuso el sistema de energía de hidrógeno obtenida a través de la energía solar, en su forma directa (fotovoltaica) o de manera indirecta (hidroelectricidad, vientoÖ) como una alternativa idónea para el suministro permanente de energía sostenible.
“En este sistema, las fuentes de energía primaria y secundaria son renovables y ambientalmente compatibles, dando por resultado un sistema de energía limpio y permanente”, se plantea en un documento elaborado por el profesor Luis Mejía, quien preside el Instituto.
Se afirma, también, que el sistema de energía solar de hidrógeno tiene ventajas incomparables, entre las que señala que es “el sistema de energía más ambientalmente compatible. No produciría gases de invernadero, productos químicos perjudiciales a la capa de ozono, derrames de aceite, cambio de clima y poco o ningún componente de contaminación de la lluvia ácida. Invertiría el calentamiento global y traería realmente a la tierra de nuevo a sus temperaturas normales disminuyendo el CO2 en la atmósfera a su nivel de la revolución pre-industrial”.
VENTAJAS DEL USO DEL HIDRÓGENO
El periodista argentino Cristian Frers, en su artículo “Energías alternativas: el hidrógeno, las mares y las olas” expone entre las conveniencias de utilizar hidrógeno como fuente de energía, las siguientes: No produce contaminación ni consume recursos naturales: El hidrógeno se toma del agua y luego se oxida y se devuelve al agua. No hay productos secundarios ni tóxicos de ningún tipo que puedan producirse en este proceso.
Es muy seguro: Los sistemas de hidrógeno tienen una historia de seguridad muy impresionante. En muchos casos, el hidrógeno es más seguro que el combustible que está siendo reemplazado.
Además de disiparse rápidamente en la atmósfera si se fuga, el hidrógeno, en contraste con los otros combustibles, no es tóxico en absoluto.
Tiene alta eficiencia: Las celdas de combustible convierten la energía química directamente a electricidad con mayor eficiencia que ningún otro sistema de energía.
Tiene un funcionamiento silencioso: En funcionamiento normal, la celda de combustible es casi absolutamente silenciosa.
Larga vida y poco mantenimiento: Aunque las celdas de combustible todavía no han comprobado la extensión de su vida útil, probablemente tendrán una vida significativamente más larga que las máquinas que reemplacen.
Permite la modularidad: Se puede elaborar las celdas de combustible en cualquier tamaño, tan pequeñas como para impulsar una carretilla de golf o tan grandes como para generar energía para una comunidad entera. Esta modularidad permite aumentar la energía de los sistemas según los crecimientos de la demanda energética, reduciendo drásticamente los costos iniciales.
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