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HIDROGENO COMO VECTOR ENERGÉTICO.

INDICE.

1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno.2. El hidrógeno. Fundamentos.3. Producción de hidrógeno.4. Almacenamiento de hidrógeno5. Transformación de hidrógeno.6. Gestionabilidad de las energías renovables.7. Hidrogeno como combustible alternativo para transporte.8. Conclusiones.

INDICE.

1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno.

El Centro Nacional del Hidrógeno

◙ Puertollano

� Organismo Público de Investigación (OPI) creado a través de un Consorcio entre el Ministerio

de Economía y Competitividad y la Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha, al 50 % cada

uno.

� Está ubicado en Puertollano, Ciudad Real (Castilla-La Mancha).

• Está orientado al desarrollo de todo tipo de tecnología relacionada con el hidrógeno ylas pilas de combustible (laboratorios, bancos de ensayo, puestos de experimentación,pilas, sistemas de almacenamiento, ingeniería, seguridad, normativa…). Sus objetivosson:

- Realizar Investigación, experimentación y validación de

prototipos y equipos.

- Desarrollar y escalar procesos.

- Homologar, certificar y verificar componentes y sistemas.

- Impulsar las tecnologías de hidrógeno y pilas de combustible

a nivel nacional e internacional.

- Facilitar el acceso de personal investigador y empresas a sus

equipos e infraestructuras.

- Ser nexo de unión entre los diferentes centros de

investigación y las empresas en el ámbito del hidrógeno y las

pilas de combustible.

- Promover e impulsar el uso de las tecnologías mediante la

realización de estudios de percepción social, formación y

difusión del uso sus aplicaciones.

Actividad

El CNH2 desarrolla su actividad sobre la base de ejecución de proyectos de I+D+i, que pueden ser:

� bajo contrato (financiados por empresas u entidades privadas) � financiados públicamente (acogidos a convocatorias públicas internacionales, nacionales o

regionales en los que participa a título individual o en colaboración con empresa y centros deinvestigación) o

� estratégicos (internos financiados por el propio centro).

También presta servicios a terceros (empresas e

investigadores) de diferentes tipos: consultoría,

caracterización y análisis, diseño y construcción de bancos

de ensayo, estudios de seguridad y normativa, etc.

Plan Director de I+D• Las Líneas Estratégicas del Plan Director son:

NORMATIVA Y SEGURIDAD

Desarrollo de la normativa

Investigación en métodos

de análisis de estudios de seguridad

Sistema de detección de

fugas y atmosferas explosivas

Validación, certificación y homologación de elementos

y sistemas

PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO

Electrolisis a partir de energías

renovables

Métodos termoquímicos

Procesos fotolíticos y procesos biológicos

Procesos químicos de

tratamiento de biomasa

Tecnología de combustibles

fósiles

ALMACENAMIENTO DE HIDRÓGENO

Hidrógeno gaseoso

Hidruros metálicos

Hidruros químicos

Materiales Porosos

TRANSFORMACIÓN DE HIDRÓGENO

Pilas de Combustible de Óxidos

Sólidos (SOFC)

Pilas de Combustible Poliméricas

(PEM)

Utilización de hidrógeno en sistemas de combustión

Power to Gas

INTEGRACIÓN DE HIDRÓGENO

Sistemas estacionarios

Sistemas de Transporte

IMPLANTACIÓN TECNOLÓGICA Y

SOCIOECONÓMICA

Percepción social de la

incorporación del hidrógeno

Formación y Difusión

Análisis Técnico-

Económico

Desarrollo de encuestas

Realización de Jornadas

Científico -técnicas

Laboratorios/Espacios de trabajoI. Laboratorio de Electrólisis Alcalina

II. Laboratorio de Almacenamiento

III. Laboratorio de Tecnología PEM: Investigación y

escalado

IV. Laboratorio de Electrónica de Potencia

V. Laboratorio de Microrredes

VI. Laboratorio de Simulación

VII. Laboratorio de caracterización de materiales

VIII. Laboratorio de óxidos sólidos

IX. Laboratorio de vehículos e hidrogeneras

X. Laboratorio de tecnología PEM: testeo de

tecnología PEM

XI. Taller de fabricación de prototipos

XII. Fab-Lab

XIII. Unidad de Cultura Científica y de la Innovación

CNH2-(UCC+i-CNH2)

XIV. Demostrador edificio eficiente energéticamente

XV. Laboratorio de Integración doméstica

1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno.2. El hidrógeno.

INDICE.

El hidrógeno. Fundamentos.

Fuente: AEH2.

• 95% de la producción es "cautiva", se consume in situ.

• 96% se produce por fuentes fósiles.

Producción anual de hidrógeno ~ 5 EJ ≅ 41 Mt , 470 bcm

Producción actual de hidrógeno.

Fuente: AEH2.

Uso del hidrógeno en la actualidad.

Fuente: AEH2.

El almacenamiento del hidrógeno es un punto clave para su introducción en el mercado.

Se caracteriza por tener una alta densidad energética por unidad de masa pero ocupa mucho volumen

Densidad del hidrógeno gas 0,0899 kg/Nm3

Densidad del hidrógeno líquido 0,0708 kg/L

Densidad energética del hidrógeno gas 10,8 MJ/Nm3

Densidad energética del hidrógeno líquido 8,495 MJ/L

1 kg de hidrógeno equivale a 2,78 kg de gasolina

1Nm3 de hidrógeno equivale a 0,34 L de gasolina

14


Energía por unidad de masa de diferentes combustibl es

0

20

40

60

80

100

120

140

Hidrógeno Metano Propano Gasolina Diesel Metanol

Ene

rgía

por

Uni

dad

de M

asa

(MJ/

kg)

Hidrógeno Metano Propano Gasolina Diesel Metanol

1 kg 2,40 kg 2,59 kg 2,78 kg 2,80 kg 6,09 kg

15


Energía por unidad de volumen de distintos combusti bles en diferentes estados

0

5

10

15

20

25

30

35

Hidrógeno 200bar

Hidrógeno 350bar

Hidrógeno 700bar

Hidrógenolíquido

Metano a 200bar

Metano líquido Metanollíquido

Gasolinalíquida

Diesel líquido

Ene

rgía

por

uni

dad

de v

olum

en (M

J/m

3)

16



Fuente: AEH2.

1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno.2. El hidrógeno. Fundamentos.3. Producción de hidrógeno.

INDICE.

Producción de hidrógeno.

Fuente: AEH2.

Producción de hidrógeno. Electrolisis.

Fuente: Hydrogenics.

Producción de hidrógeno. Electrolisis. Tipos.

Fuente: Frauhofer Institute.

Producción de hidrógeno. Electrolisis comercial.

Fuente: Frauhofer Institute.

Costes producción de hidrógeno.

Fuente: SET-TE Producción de hidrógeno

Emisiones distintas formas producción hidrógeno.

Fuente: SET-TE Producción de hidrógeno

1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno.2. El hidrógeno. Fundamentos.3. Producción de hidrógeno.4. Almacenamiento de hidrógeno.

INDICE.

Almacenamiento de hidrógeno.

Fuente: AEH2.

Almacenamiento de hidrógeno.

30

Fuente: WHEC 2012, Vancouver.

Comparación tecnologías

• El hidrógeno gas comprimido tecnología más desarrollada y a menor coste.Inconvenientes son la baja densidad energética y las altas presionesnecesarias.

• El hidrógeno líquido criogénico tiene una alta densidad energética.Problemas debido las temperaturas de trabajo: materiales, seguridad, costeenergético.

• El hidrógeno en forma sólida está en desarrollo y es una tecnología conmuchas posibilidades: gran capacidad de almacenamiento a bajaspresiones, pero un alto peso del sistema.

Comparación de los sistemas de almacenamiento.

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1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno.2. El hidrógeno. Fundamentos.3. Producción de hidrógeno.4. Almacenamiento de hidrógeno5. Transformación de hidrógeno.

INDICE.

Transformación de hidrógeno. Pilas de combustible.

Fuente: AEH2.

Transformación de hidrógeno. Microturbina.

Fuente: Capstone.

Transformación de hidrógeno. Microturbina y Pila de Combustible.

Transformación de hidrógeno. MACI.

Fuente: Guascor.

1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno.2. El hidrógeno. Fundamentos.3. Producción de hidrógeno.4. Almacenamiento de hidrógeno5. Transformación de hidrógeno.6. Gestionabilidad de las energías renovables.

INDICE.

Gestionabilidad de parques eólicos.

Fuente: ENERTRAG.


Fuente: Hydrogenics.


Fuente: SIEMENS.

Power To Gas.

Fuente: Solar Fuel.

Power To Gas.

Fuente: www.hysolutions-hamburg.de

Power To Gas.

Fuente: Audi.

1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno.2. El hidrógeno. Fundamentos.3. Producción de hidrógeno.4. Almacenamiento de hidrógeno5. Transformación de hidrógeno.6. Gestionabilidad de las energías renovables.7. Hidrogeno como combustible alternativo para transporte.

INDICE.

HIDROGENO COMO COMBUSTIBLE ALTERNATIVO PARA TRANSPORTE.


Fuente: Hyundai.


Fuente: Linde.

ESTRATEGIAS EN MOVILIDAD CON HIDROGENO EN DIFERENTES PAISES.

1. Qué es el Centro Nacional del Hidrógeno.2. El hidrógeno. Fundamentos.3. Producción de hidrógeno.4. Almacenamiento de hidrógeno5. Transformación de hidrógeno.6. Gestionabilidad de las energías renovables.7. Hidrogeno como combustible alternativo para transporte.8. Conclusiones.

INDICE.

CONCLUSIONES.Los sistemas basados en el hidrógeno comoalmacenamiento de energía eléctrica, son mascompetitivos cuanto mayor es la cantidad de energía aalmacenar.

Los sistemas de hidrógeno, no son competitivos en laactualidad, pero van a ser rentables en el corto - medioplazo. En la actualidad existen gran cantidad de proyectosdemostrativos con resultados muy interesantes.

Es necesario apoyar la I+D+i de este tipo de tecnologías,pues existe un gran margen de mejora. En el programaHorizon 2020 existen fondos destinados a estastecnologías.

GRAN MARGEN DE MEJORAS.Las tecnologías del hidrógeno tienen margen de mejora,con capacidad para aumentar la eficiencia de los distintosprocesos. Por ejemplo, mejora de materiales, optimizaciónde distribución de flujos, etc.

Las tecnologías del hidrógeno tienen gran capacidad demejora de los costes , por ejemplo, mejorando ladeposición de catalizador y por tanto necesitando menorcantidad, sustituyendo los actuales catalizadores (platino)por otros catalizadores mas económicos, etc.

En la actualidad, existen muy pocos fabricantes deequipos de tecnología de hidrógeno, con lo que no existecompetencia. Con un mayor grado de penetración de latecnología, existencia de mercado, se genera lacompetencia.

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN.

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