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Resolviendo el problema de la última milla del hidrógeno con redes de amoníaco
El desafío ignorado en la economía del hidrógeno
Gran parte de la conversación de hoy gira en torno a infraestructura de hidrógeno Se centra en el transporte a gran escala. Los debates suelen girar en torno a los gasoductos transfronterizos, el transporte marítimo de hidrógeno líquido y las rutas comerciales mundiales de hidrógeno. Estos avances son esenciales para la construcción de una futura economía del hidrógeno.
Sin embargo, para muchas empresas que realmente utilizan hidrógeno, el desafío suele estar mucho más cerca de casa.
Una planta de fabricación puede requerir tan solo unos cientos de kilogramos o unas pocas toneladas de hidrógeno al día. Incluso si la planta de producción se encuentra relativamente cerca, el suministro de hidrógeno de forma fiable y económica puede resultar complicado.
Esto es lo que podría describirse como la “última milla” de distribución del hidrógeno—el paso intermedio entre el suministro regional de hidrógeno y los usuarios finales más pequeños.
Si bien los grandes proyectos de infraestructura acaparan los titulares, resolver este último tramo puede ser igualmente importante para posibilitar la adopción práctica del hidrógeno.
¿Por qué la última milla es tan cara?
Hidrógeno logística son inherentemente complejos. A diferencia de muchos combustibles tradicionales, el hidrógeno tiene una densidad energética volumétrica muy baja, lo que significa que ocupa un gran volumen en relación con la cantidad de energía que contiene. Esta característica plantea desafíos prácticos para su transporte y almacenamiento. (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S136403212500588X)
Para transportar hidrógeno de manera eficiente, normalmente debe cumplirse lo siguiente:
Cada uno de estos pasos requiere equipo especializado y energía adicional.
Para los pequeños consumidores de hidrógeno, como las plantas industriales distribuidas o los proyectos piloto de hidrógeno, la logística puede representar un coste importante. Las entregas suelen realizarse mediante remolques cisterna de hidrógeno comprimido, que transportan volúmenes limitados y requieren ciclos de transporte frecuentes.
En consecuencia, incluso cuando los costes de producción de hidrógeno disminuyen, el transporte y la distribución pueden seguir siendo un obstáculo importante para los consumidores más pequeños.
Una brecha en la infraestructura de hidrógeno actual
Otra razón por la que persiste el problema de la última milla es el limitado desarrollo de la infraestructura de hidrógeno.
Existen gasoductos dedicados al hidrógeno en algunas regiones industriales, pero siguen siendo relativamente raros en comparación con las redes de gas natural. En muchos lugares, cadenas de suministro de hidrógeno Siguen estando fragmentados y basados en proyectos.
Esto significa que muchos usuarios deben depender del reparto por camión, lo cual funciona para la implementación inicial, pero se vuelve ineficiente a medida que crece la demanda en múltiples ubicaciones más pequeñas.
A medida que se expanda la adopción del hidrógeno, la industria necesitará formas más flexibles y escalables de conectar los centros de suministro con los usuarios distribuidos.
Amoníaco verde como portador de hidrógeno
Un enfoque prometedor implica el uso de amoníaco verde como un portador de hidrógeno.
El amoníaco (NH₃) se ha producido y transportado a nivel mundial durante mucho tiempo para su uso como fertilizante e industrial. Actualmente, está ganando atención como un potencial portador de energía para el hidrógeno.
En comparación con el hidrógeno puro, el amoníaco ofrece varias ventajas para su almacenamiento y transporte.
Por ejemplo, el amoníaco líquido puede almacenar significativamente más hidrógeno por unidad de volumen que el hidrógeno líquido, con densidades volumétricas de hidrógeno de alrededor de 121 kg H₂ por metro cúbico en comparación con aproximadamente 71 kg para el hidrógeno líquido.
El amoníaco también es más fácil de licuar, requiriendo temperaturas de alrededor de -33 °C a presión atmosférica, mucho menos extremas que la temperatura de licuefacción del hidrógeno, que ronda los -253 °C. (https://www.mdpi.com/2071-1050/16/2/827)
Estas propiedades físicas pueden hacer que el transporte y el almacenamiento del amoníaco sean más fáciles y potencialmente más económicos.
Construcción de redes prácticas de distribución de hidrógeno
Más allá de sus ventajas físicas, el amoníaco se beneficia de algo igualmente importante: la infraestructura existente.
El amoníaco se comercializa a nivel mundial desde hace décadas, respaldado por:
Esta red existente podría ayudar a acelerar el desarrollo de las cadenas de suministro de hidrógeno.
En la práctica, la distribución basada en amoníaco podría funcionar de varias maneras:
Para los usuarios de hidrógeno de menor tamaño, este modelo puede proporcionar acceso al hidrógeno sin necesidad de gasoductos dedicados ni instalaciones de licuefacción a gran escala.
En otras palabras, el amoníaco podría actuar como un puente entre la producción centralizada de hidrógeno y la demanda distribuida.
Una vía complementaria para la logística del hidrógeno
Es improbable que el amoníaco reemplace al hidrógeno en todas las aplicaciones. En muchos casos, como en las pilas de combustible o el uso directo de hidrógeno, este seguirá siendo el portador final de energía.
Sin embargo, en lo que respecta a la logística del hidrógeno, el amoníaco podría desempeñar un papel complementario.
Aprovechando las redes de transporte de amoníaco existentes y sus favorables propiedades de almacenamiento, el amoníaco verde puede ayudar a abordar uno de los desafíos más prácticos de la economía del hidrógeno: el suministro eficiente de hidrógeno a los usuarios más pequeños.
InduEjemplo de stry: Craqueo de amoníaco cerca de la demanda de hidrógeno
Varios proyectos industriales ya están explorando cómo el amoníaco puede contribuir a la distribución práctica de hidrógeno.
Por ejemplo, Air Liquide ha puesto en marcha una planta piloto a escala industrial para la conversión de amoníaco en hidrógeno en el puerto de Amberes-Brujas, en Bélgica. La planta puede convertir unas 30 toneladas de amoníaco al día en hidrógeno, demostrando cómo se puede transportar el amoníaco a través de las redes logísticas existentes y volver a convertirlo en hidrógeno cerca de los usuarios finales.
El concepto es simple pero potente. En lugar de transportar hidrógeno directamente a cada cliente, el amoníaco se puede entregar a centros regionales o clústeres industriales donde se "descompone" para convertirlo de nuevo en hidrógeno. Esto permite suministrar hidrógeno más cerca de donde realmente se consume, reduciendo la necesidad de instalaciones dedicadas. transporte de hidrógeno infraestructura.
En Japón también se están llevando a cabo iniciativas similares, donde empresas como Mitsubishi Heavy Industries están desarrollando sistemas descentralizados de craqueo de amoníaco diseñados específicamente para instalaciones de demanda de hidrógeno de tamaño mediano.
Estos proyectos ilustran cómo las cadenas de suministro basadas en amoníaco podrían respaldar una logística de hidrógeno más flexible, en particular para usuarios de hidrógeno distribuidos o de menor tamaño.
Mirando hacia el futuro
La economía mundial del hidrógeno dependerá de algo más que grandes proyectos de exportación o gasoductos de larga distancia. También dependerá de soluciones prácticas para conectar el suministro de hidrógeno con los usuarios reales.
Resolver el problema de la última milla en la distribución de hidrógeno, especialmente para la demanda distribuida y a pequeña escala, será una parte clave de ese proceso.
En este contexto, el amoníaco verde puede ofrecer una pieza importante del rompecabezas, ayudando a construir redes logísticas de hidrógeno flexibles y escalables para el futuro.
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