FUTURO DEL HIDRÓGENO COMO COMBUSTIBLE

El primer paso en Chile será realizado con proyectos de Corfo que se adjudicaron dos consorcios tecnológicos para adaptar camiones y equipos mineros al uso de hidrógeno como combustible.

La llamada revolución tecnológica del uso del hidrógeno (H2) como combustible ya llegó a Chile y está dando sus primeros pasos, de la mano del Programa Tecnológico de Corfo que adjudicó el desarrollo de proyectos de este tipo a dos consorcios, formados por instituciones nacionales y extranjeras, para que sean aplicados a futuro en la industria minera. Y es que, de acuerdo a lo que señalan los especialistas consultados por Revista ELECTRICIDAD el elemento que es el hidrógeno presenta varias opciones de uso, siendo la combustión uno de ellos. Producción Rodrigo Vásquez, asesor del Programa Energías Renovables y Eficiencia Energética 4e, de GIZ Chile, señala que el hidrógeno como combustible “puede ser quemado directamente como gas o en mezcla con otro combustible fósil en un motor de combustión. Sin embargo el uso más sustentable es a través de un dispositivo llamado celda de combustible que convierte el hidrógeno en electricidad para, por ejemplo, hacer funcionar motores eléctricos, obteniéndose como residuo agua y calor”. De acuerdo al especialista, el 96% del hidrógeno en el mundo “se extrae a partir de combustibles fósiles, emitiendo en este proceso gases efecto invernadero”, mientras que el resto se realiza a través de la electrólisis, que es el proceso de generación de hidrógeno a partir de agua y electricidad. “Actualmente esta es la tecnología más madura y utilizada cuando se tiene una fuente renovable, y es aquí donde la energía solar entra a jugar un rol clave. Una planta solar fotovoltaica o una planta de concentración solar (CSP) pueden proveer energía eléctrica limpia, necesaria para generar hidrógeno mediante electrólisis del agua. En este proceso se hace circular corriente continua a través de dos electrodos (ánodo y cátodo) que están en contacto con agua, permitiendo separar sus moléculas en hidrógeno y oxígeno”, agrega. Rodrigo Vásquez explica, además, que existen otros métodos para producir hidrógeno con la energía del sol, “como el reformado y gasificación solar, donde el calor para estos procesos proviene de energía solar; además, están los ciclos termoquímicos, donde la radiación solar concentrada de alta temperatura produce reacciones químicas, transformando energía térmica en energía química”. Fernando Hentzschel, director de Desarrollo Tecnológico de Corfo, destaca las oportunidades que se abren con el combustible de hidrógeno y la energía solar. “Existen abundantes proveedores de tecnologías que permiten producir hidrógeno de muy bajas emisiones a partir de agua y electricidad, a través de la tecnología de electrólisis. A esto se suma la singularidad del norte de Chile, donde tenemos la mayor radiación solar del mundo y también precios de electricidad solar que permitirían que el hidrógeno fuera utilizado como un combustible limpio en la minería, generado localmente y sustituir así el diésel, en vehículos o equipos en operación mina y también en los procesos de fundición y refinería, con un impacto significativo en la reducción de emisiones contaminantes”, sostiene. El ejecutivo indica que el hidrógeno aplicado en celdas de combustibles permite “extender la autonomía de los vehículos eléctricos y reducir sus tiempos de recarga, como también en los motores de combustión interna, mediante la mezcla del combustible convencional con hidrógeno, también conocido como combustión dual o H2ICE (Hydrogen-fueled Internal Combustion Engines)”. Eso sí, Claudio Huepe, académico y coordinador del Centro de Energía y Desarrollo Sustentable de la Universidad Diego Portales, aclara que el aprovechamiento de la disponibilidad de la energía solar en el norte para la generación de hidrógeno “va a depender en parte de cuáles son las tendencias mundiales en tecnologías para vehículos, porque en este momento la gran apuesta para transporte va por el lado de la electromovilidad, que sean 100% eléctricos o híbridos”. “Estamos en un proceso de transformación tecnológica que todavía está muy abierto, pues está iniciándose. Aún no sabemos si los vehículos híbridos o 100% eléctricos se van a tomar todo el mercado, por lo que aún estamos lejos de poder proyectar qué espacio (si es que existe alguno) ocupará el hidrógeno, porque esto está relacionado con lo que pase con las otras tecnologías”, precisa Huepe. De todos modos, Patricio Valdivia, académico de la Universidad Santa María y director de Transferencia Tecnológica del Consorcio de Electromovilidad recientemente adjudicado se muestra optimista con el futuro que tendrá el uso del hidrógeno como combustible. “Las perspectivas futuras son promisorias para el país desde la industria minera, donde se han adjudicados dos consorcios proyectos para llevar el hidrógeno como combustible renovable a este sector tan competitivo, como también a otros sectores productivos, donde se utilizará este recurso, como en el sector de energía, donde se están tramitando reglamentos sobre sistemas de almacenamiento y de los servicios complementarios, donde se incluirá este tipo de tecnologías de almacenamiento”, precisa. Avance Los especialistas coinciden en destacar que la adjudicación de dos proyectos para la Investigación y Desarrollo (I+D) de usos del hidrógeno en la minería es el punto de partida tecnológico para obtener avances a futuro. Fernando Hentzschel señala que el objetivo de Corfo ha sido la de priorizar proyectos para generar la demanda de este tipo de combustible, “transformando los consumos de diésel hacia tecnologías de celdas de combustible y/o combustión dual”. “Una vez impulsada una demanda por hidrógeno de bajas emisiones en Chile, el desarrollo de la cadena de suministro activará no solo la industria asociada al uso de este, sino también la de abastecimiento, donde las oportunidades de inversión son similares a toda la industria energética. Esto requerirá plantas de electrólisis, donde los esfuerzos de desarrollo tecnológico deberán enfocarse en el uso de agua salada, sistemas de almacenamiento y servicios de estaciones de abastecimiento”, indica el especialista. Según Patricio Valdivia, los sistemas de almacenamiento energético van a comenzar a ser más frecuentes en Chile y se verán en los distintos sectores productivos y el hidrógeno aspira a ser un actor potente en este ámbito, compitiendo con otras tecnologías de almacenamiento, como el hidráulico, térmico y solar térmico con sales fundidas. Rodrigo Vásquez concluye que el desarrollo de proyectos para producir combustible de hidrógeno “representa la oportunidad de generar nuevos modelos de negocio, produciendo una economía del hidrógeno en el país para transporte, almacenamiento energético y la producción de combustibles sintéticos entre otras aplicaciones, lo que puede ser una alternativa atractiva, suponiendo, además, que Chile podría exportar el hidrógeno a otros países”. Cómo se desarrollarán los camiones con hidrógeno Corfo realizó convocatorias de Programas Tecnológicos para impulsar la penetración de nuevas fuentes de energía en la industria minera nacional, en que se considera el escalamiento tecnológico junto al apoyo al desarrollo y fortalecimiento de proveedores locales, por parte de consorcios nacionales e internacionales. Es así como Fernando Hentzschel menciona a los dos consorcios tecnológicos que se adjudicaron el desarrollo de proyectos para impulsar el uso del hidrógeno como combustible en el sector minero: 1. Desarrollo de Sistemas de Combustión Dual Hidrógeno-Diésel en Vehículos y Equipos en Operación Minera: Esta iniciativa será realizada por al consorcio liderado por Alset Ingeniería SpA, con participación de la Universidad de Santiago de Chile, Pontificia Universidad Católica, NTT Data- Institute of Management Consulting (de Japón), Compañía Minera del Pacífico, BHP Chile, Anglo American Sur y Engie Chile, además del apoyo de Hydrogenics (de Canadá) y Acciona Energía Chile. Según Hentzschel, este consorcio “busca adaptar la operación de los camiones de extracción minera hacia una combustión dual, mediante el retrofiting de estos, demostrando la viabilidad técnica y económica de soluciones tecnológicas con mezclas de hidrógeno y diésel. Esto se realizará a través de ensayos, prototipos industriales y pruebas en condiciones industriales reales, que proveerán de los antecedentes empíricos necesarios para su posterior empaquetamiento y escalamiento comercial”. 2. Adaptación de la Operación de Equipos Móviles Mineros de Diésel a Hidrógeno mediante Celdas de Combustibles: Será ejecutado por el consorcio liderado por la Universidad Técnica Federico Santa María, con participación del Centro Nacional del Hidrógeno (CNH2-España), Ballard Power Systems (Canadá), Agencia de Eficiencia Energética, Fundación Hidrógeno del Aragón (España), y Linde, además del apoyo de NEL Hydrogen, Capital SA Administradora General de Fondos (Aurus), Asociación Chilena de Energía Renovable (Acera), Sociedad Nacional de Minería (Sonami), Metalpar, Bozzo Energy, Siemens, Collahuasi, Instituto Nacional de Normalización (INN) y Codelco, como interesados. Fernando Hentzschel indica que este consorcio “abordará el desafío de adaptar equipos móviles, como cargadores frontales de la minería subterránea a la electromovilidad, basado en celdas de combustibles, desarrollando tecnologías adecuadas a las condiciones de la industria minera nacional. Esto, en término de sus requerimientos de potencia, durabilidad y rendimientos esperados, reduciendo los costos de los combustibles y de la ventilación de las minas”. Patricio Valdivia, director de Transferencia Tecnológica del Proyecto Electromovilidad mediante celdas de combustible, participa en este segundo proyecto, destacando que la idea es desarrollar este proceso en cinco años. “Primero tenemos una etapa de dos años para evaluar a escala de laboratorio las celdas de combustibles en ambientes controlados y emulando las condiciones reales mineras para ver cómo es el desempeño de la integridad del sistema bajo estas condiciones. Luego, al tercer año, pasaremos a la segunda etapa del programa donde estaríamos realizando la las aplicaciones en vehículos mineros de la tecnología testeada durante la primera etapa del proyecto”. El especialista comenta que el programa “considera en la segunda etapa vehículos mineros cargados con el combustible en celdas de hidrógeno, pero hay que contar con la infraestructura y las condiciones de seguridad adecuadas para el suministro del combustible, así es que lo hemos estado conversando con empresas que están interesadas en proveer hidrógeno solar de manera segura y confiable en instalaciones mineras”. (Revista Electricidad - Agencia Chilena de Eficiencia Energética,Industria y Minería, Sector Público)





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