Una colaboración global para la investigación e innovación en Tecnologías de Hidrógeno

INFORME ANUAL 2020

Obtenga más información sobre las tareas en curso y las actualizaciones de los miembros en 2020

TASK 38

INFORME FINAL

POWER-TO-HYDROGEN AND HYDROGEN-TO-X: SYSTEM ANALYSIS OF THE TECHNO-ECONOMIC, LEGAL AND REGULATORY CONDITIONS

Reporte cordinado por:
Olfa Tlili, Sébastien de Rivaz, and Paul Lucchese
CEA-Université-Paris-Saclay
Septiembre 2020

TASK 38

HOJA DE RUTA ¡NUEVO!

POWER-TO-HYDROGEN AND HYDROGEN-TO-X: SYSTEM ANALYSIS OF THE TECHNO-ECONOMIC, LEGAL AND REGULATORY CONDITIONS

Reporte cordinado por:
Olfa Tlili, Sébastien de Rivaz, and Paul Lucchese
CEA-Université-Paris-Saclay
Junio 2021

SERVICIOS DE LA RED
Los electrolizadores y las pilas de combustible podrían prestar servicios a la red, tanto servicios auxiliares (regulación de la frecuencia y reservas) como de estabilización de la red.

Task 38

ELECTROLISIS
La electrólisis es una de las vías más prometedoras para la producción de hidrógeno en el futuro. Se trata de dividir la molécula de agua en sus componentes (hidrógeno y oxígeno) con electricidad en un dispositivo electroquímico llamado electrolizador.

TiD: Renewable Hydrogen Production

Task 38 - Task 35 - Task 33 - Task 9 - Task 4

Task 5

REFORMADO - CRAQUEO DIRECTO
El hidrógeno puede producirse a partir de combustibles fósiles (hidrógeno gris/marrón/azul/turquesa). Las emisiones de GEI asociadas dependerán del proceso utilizado y si se aplica CCS en la planta.
Actualmente, la principal vía de producción de hidrógeno es el reformado de metano por vapor utilizando gas natural.

Task 33 - Task 23 - Task 16 - Task 9 - Task 1

COMBUSTIBLE FOSIL
La electricidad utilizada en la electrólisis también puede proceder (parcialmente) de plantas de generación eléctrica que utilizan combustibles fósiles y se transporta a través de la red hasta el electrolizador. Esta fuente supone altas emisiones de GEI.

Task 38

NUCLEAR
Tanto la electricidad como el calor producidos en las centrales nucleares pueden utilizarse para la producción de hidrógeno mediante electrólisis.
Las principales ventajas son la estabilidad y las bajas emisiones.

TiD: Hydrogen from Nuclear Energy

Task 25

EÓLICO Y SOLAR
Los electrolizadores pueden alimentarse directamente de plantas de energía renovable (eólica, solar, hidroeléctrica...). Con cero emisiones asociadas al proceso, el hidrógeno producido sería verde. Esto presenta un reto principal: la intermitencia (factores de carga medios - bajos para el electrolizador).

Task 38 - Task 24

BIOMASA
El hidrógeno puede producirse a partir de la biomasa y productos relacionados (como los bioalcoholes, el biogás...) mediante varios procesos: reformado con vapor, vías fotobiológicas...

TiD: Renewable Hydrogen Production

Task 35 - Task 34 - Task 27 - Task 21 - Task 15 - Task 9

MÉTODOS DE PRODUCCIÓN R&D
Se están investigando otras vías de producción de hidrógeno, con menor TRL o menor implementación, como la fotólisis del agua, la termólisis, la división termoquímica del agua...

TiD: Renewable Hydrogen Production

Task 35 - Task 26 - Task 25 - Task 20 - Task 14 - Task 10 - Task 9 - Task 6

HYDROGEN STORAGE
El almacenamiento de hidrógeno es uno de los pasos críticos de toda la cadena de valor.
El hidrógeno es difícil de almacenar: como gas, tiene el 7% de la densidad del aire y como líquido, el 7% de la densidad del agua. A presión atmosférica, el H2 se licua por debajo de -253 °C

TiD: Underground Hydrogen Storage

Task 40

Task 31 - Task 22 - Task 17 - Task 12 - Task 7

CONVERSOR A COMPONENTES CONDUCTORES
El hidrógeno puede convertirse mediante reacciones químicas en otros componentes de mayor densidad y más fáciles de almacenar y transportar, como el metanol, el amoniaco, los portadores de hidrógeno orgánico líquido (LOHC)...

TiD: Hydrogen Export Value Chains

AGRICULTURA
El hidrógeno es el principal componente del amoníaco (NH3), utilizado principalmente en la producción de fertilizantes.
EXPORTACIONES AL EXTERIOR
En el mundo globalizado en el que vivimos, existe un gran mercado potencial para el comercio internacional de hidrógeno. Producir hidrógeno en cantidades masivas en aquellas regiones con acceso a electricidad de bajo coste y/o buenos recursos de energías renovables y exportarlo a otros países.

TiD: Hydrogen Export Value Chains

APLICACIONES RESIDENCIALES
El hidrógeno puede utilizarse para cubrir las necesidades energéticas de los edificios (tanto en términos de electricidad como de calor). Las unidades combinadas de calor y electricidad son muy adecuadas para esta aplicación (CHP).

Task 29

APLICACIONES INDUSTRIALES
El hidrógeno puede utilizarse en la industria de tres maneras: como materia prima, como forma alternativa de descarbonizar procesos (por ejemplo, la reducción del hierro) y/o para producir calor de alto grado.
POWER TO POWER
El hidrógeno puede transformarse en electricidad mediante pilas de combustible. Una de sus principales aplicaciones es lo que se conoce como "Power to power", cuando el exceso de electricidad renovable se utiliza para producir hidrógeno que luego se almacena y se transforma de nuevo en electricidad cuando la producción renovable no cubre la demanda.

Task 38

VEHÍCULOS DE PILA DE COMBUSTIBLE
El hidrógeno puede utilizarse para descarbonizar el transporte, ya sea directamente con motores de combustión interna o en vehículos eléctricos, produciendo electricidad a bordo mediante pilas de combustible.

Task 28

CONVERTIR EN COMBUSTIBLES SINTÉTICOS
El hidrógeno también puede convertirse en combustibles sintéticos para descarbonizar la aviación y navegación.

Task 39

APLICACIONES PRIMARIAS
El hidrógeno puede ser utilizado para descarbonizar sectores primarios como la minería y el procesamiento de minerales.

TiD:Hydrogen Applications in the Mining, Resources and Mineral Processing Sectors

SEGURIDAD
La seguridad del Hidrógeno es un tema transversal que ha sido cubierto históricamente por el Hydrogen TCP a través de numerosas Tasks que estudian exhaustivamente todas las etapas de la cadena de valor desde una perspectiva de seguridad.

Task 37

Task 31 - Task 19 - Task 7

DATOS Y MODELADO
La correcta representación del hidrógeno en la modelización del sistema energético es clave para definir adecuadamente los escenarios de descarbonización. La validación de los datos sobre el hidrógeno es fundamental.

Task 41

Task 30 - Task 13 - Task 8 - Task 3

ANÁLISIS DEL SISTEMA ENERGÉTICO
El hidrógeno tiene numerosas aplicaciones transversales y puede ser producido por diversas fuentes de energía, por lo que será clave para el acoplamiento de sectores y para un futuro sistema energético integrado.

Task 38

Task 29 - Task 18 - Task 11

LCA
La evaluación del ciclo de vida de toda la cadena de valor del hidógeno es necesaria para comprender las implicaciones de la implementación de estas tecnologías.

Task 36

CONVIÉRTASE EN MIEMBRO

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