El impulso global hacia las emisiones netas cero ha posicionado al hidrógeno como un portador de energía crucial y un ingrediente en la transición hacia aplicaciones sostenibles y con menor intensidad de carbono. ABB ofrece automatización integrada, electrificación y tecnologías digitales que ayudan a las industrias a superarse.
Puntos clave
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El hidrógeno es esencial para descarbonizar los sectores del transporte, la industria, el amoniaco y la generación de energía
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Los altos costos de producción, el lento desarrollo de la infraestructura, las políticas inconsistentes y una cadena de suministro incipiente obstaculizan la adopción del hidrógeno a gran escala.
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Los avances en las tecnologías de automatización, electrificación y digitales de ABB respaldan la ampliación de la producción e integración de hidrógeno azul y verde.
Tendencias mundiales del hidrógeno
La demanda mundial de hidrógeno alcanzó los 97 millones de toneladas en 2023 y podría alcanzar los 100 millones de toneladas en 2024, y la mayor parte de la producción procede de combustibles fósiles sin control (hidrógeno gris), que se utilizan principalmente como materia prima para los sectores de refinación y químico. Si bien el hidrógeno de bajas emisiones desempeñó un papel mínimo, con menos de 1 millón de toneladas en 2023, podría alcanzar los 49 millones de toneladas al año en 2030 gracias a proyectos que ya se han anunciado 1 .
El hidrógeno como fuente de energía contribuye a mejorar la flexibilidad de la red, complementando soluciones como las baterías y actuando como medio de almacenamiento de energía. Esto hace que el hidrógeno sea esencial para equilibrar la oferta y la demanda, en particular a medida que se integran más fuentes de energía renovables como la eólica y la solar.
Análisis de costos de producción de hidrógeno (datos 2023/2024) – Producción base
La aparición del hidrógeno azul (con captura y almacenamiento de carbono) y del hidrógeno verde (que utiliza electricidad renovable) representa una vía para descarbonizar la generación de energía a gran escala y, aunque la mayor parte de la producción actual depende de combustibles fósiles, la inversión en proyectos de hidrógeno limpio se está acelerando. Este cambio está impulsado por la disminución de los costos de la energía renovable, la mejora de la tecnología de los electrolizadores y el fortalecimiento del apoyo gubernamental a través de estrategias nacionales de hidrógeno y compromisos de financiación.
Los desafíos de la transición al hidrógeno limpio
La transición al hidrógeno limpio enfrenta varios obstáculos:
Alto costo
Los costos de producción en las industrias energéticas siguen siendo elevados, en particular en el caso del hidrógeno verde, donde la electricidad representa más del 70 por ciento de los costos operativos 2 . Esto requiere sistemas optimizados de gestión de la energía y procesos de electrólisis más eficientes.
Desarrollo lento de infraestructura
El desarrollo de la infraestructura está avanzando, pero la mayor parte de la producción potencial aún se encuentra en etapas de planificación. La industria necesita soluciones estandarizadas para la producción, el almacenamiento y la distribución, junto con sistemas de seguridad y tecnologías de control robustos.
Políticas inconsistentes
Los marcos de políticas son fundamentales para orientar el crecimiento y la adopción de la energía del hidrógeno. Sin embargo, las inconsistencias entre las distintas regiones pueden generar incertidumbre y desalentar la inversión. Para fomentar un entorno propicio, los responsables de las políticas deben establecer políticas claras e integrales que promuevan la investigación, el desarrollo, la implementación y la comercialización de las tecnologías del hidrógeno. 3
Cadena de suministro naciente
Si bien la producción de hidrógeno debe aumentar de kilovatios y megavatios a gigavatios, la cadena de suministro aún es incipiente, con una capacidad de fabricación insuficiente para componentes clave como los electrolizadores y una falta de estandarización. Estas limitaciones plantean desafíos importantes para alcanzar la escala de producción requerida.
Ampliar la producción de hidrógeno verde: ¿qué hace falta?
Vea el podcast de ABB Process Automation sobre los desafíos y las soluciones necesarias para ampliar el uso del hidrógeno verde.
https://youtube.com/watch?v=ZHRyk1xCDlU%3Fenablejsapi%3D1%26origin%3Dhttps%253A%252F%252Fglobal.abb
Se requieren soluciones de hidrógeno
Si bien la eficiencia energética, la electrificación y las energías renovables pueden lograr el 70 por ciento de la mitigación necesaria para alcanzar el cero neto en 2050 4 , se necesitarán soluciones integradas basadas en hidrógeno en cuatro áreas clave para descarbonizar los usos finales donde otras opciones son menos maduras o más costosas, como la producción de derivados, la industria pesada, el transporte de larga distancia y el almacenamiento de energía.
Producción de derivados
El hidrógeno desempeña un papel ineludible en la producción de amoniaco, metano y metanol como ingredientes clave. En este sentido, la migración del gas natural permitirá una mayor seguridad energética y un acceso a la energía para un futuro neutro en carbono. La demanda de amoniaco está creciendo a medida que se desarrollan nuevas aplicaciones, aparte de los fertilizantes, y el metanol es una vía atractiva para los combustibles neutros en carbono: los efuels.
Industria pesada
La fabricación de acero y cemento suele implicar procesos de alta temperatura que son difíciles de electrificar directamente, lo que genera elevadas emisiones de CO2 . Por lo tanto, estos sectores «difíciles de reducir» son candidatos atractivos para la energía del hidrógeno verde y requieren sistemas de suministro de hidrógeno fiables y controles de procesos avanzados para mantener la eficiencia de la producción.
Transporte
El transporte marítimo de larga distancia y los vehículos pesados, incluidos trenes y camiones, necesitan sistemas de pilas de combustible eficientes, soluciones de almacenamiento seguras y tecnologías confiables de conversión de energía para hacer del hidrógeno una alternativa viable a los combustibles convencionales.
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Generación de energía
El uso de hidrógeno para almacenar energía requiere sistemas de conversión eficientes entre electricidad e hidrógeno, una gestión energética sofisticada y una integración con fuentes de energía renovables.
Soluciones ABB para industrias energéticas productoras de hidrógeno
La cartera de productos de ABB aborda los desafíos antes mencionados mediante la integración de la automatización, la electrificación, los rectificadores y las tecnologías digitales que impulsan la cadena de valor del hidrógeno, como se ha demostrado en varios proyectos innovadores. Nuestras soluciones digitales para la sostenibilidad garantizan un control y una optimización precisos durante todo el proceso de producción, mientras que las soluciones integrales de instrumentación y análisis respaldan las operaciones desde la electrólisis hasta la verificación final de la pureza del hidrógeno. La empresa también respalda las aplicaciones de transporte de hidrógeno mediante la tecnología de pilas de combustible marinas, así como los convertidores de tracción avanzados y los sistemas de baterías.
Casos prácticos sobre el hidrógeno en el mundo
- Noruega
- EE.UU
- Francia
El proyecto HyPilot en las instalaciones de Kårstø en Noruega muestra las tecnologías de suministro de energía de ABB para electrolizadores en contenedores.
El proyecto HyPilot de la empresa noruega Hystar
- Polonia
- Países Bajos
- Suecia
- Dinamarca
PESA, en colaboración con ABB, presentó la primera locomotora de maniobras impulsada por hidrógeno de Polonia , lo que marca un paso significativo hacia el transporte ferroviario sostenible. Este prototipo presenta una configuración de 4 ejes en la que ABB suministró el convertidor de tracción y el sistema de batería LTO. El hidrógeno almacenado en tanques de 175 kg se convierte en electricidad a través de dos celdas de combustible de 85 kW, que luego cargan las baterías para alimentar los motores eléctricos, lo que da como resultado cero emisiones de CO₂.
La primera locomotora de maniobras impulsada por hidrógeno de Polonia
Aceleración de la adopción del hidrógeno
El hidrógeno está cobrando impulso, impulsado por la innovación tecnológica y la urgente necesidad de descarbonización. Si bien persisten los desafíos, en particular en materia de costos y desarrollo de infraestructura, el avance continuo en automatización, electrificación y soluciones digitales está acelerando su adopción y generando confianza para quienes invierten en un futuro más limpio.
A medida que la tecnología madure y se amplíe, el hidrógeno azul y verde desempeñará un papel cada vez más vital en la consecución de los objetivos climáticos globales, en particular en los sectores en los que es difícil reducir las emisiones. Para lograr el éxito se necesita la colaboración de toda la industria, con el apoyo de socios tecnológicos de probada eficacia que puedan optimizar toda la cadena de valor, desde la producción hasta el uso final. ABB News. Traducido al español
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