EL POTENCIAL DEL HIDRÓGENO PARA LAS APLICACIONES INDUSTRIALES

Last updated on enero 9th, 2023 at 02:48 pm

El uso del hidrógeno aún no es omnipresente en el mundo industrial, pero tiene una amplia historia; no es nuevo. Una amplia gama de sectores industriales utiliza el hidrógeno para alimentar sus procesos industriales. Para algunos, la pregunta es por qué el hidrógeno no se ha convertido en la corriente principal a nivel mundial y, lo que es más importante, hasta qué punto es práctico para las aplicaciones modernas en un mundo de escasez de recursos y crisis medioambiental En este artículo, examinaremos la viabilidad del hidrógeno en industrias que han dependido del carbón y de los combustibles que emiten carbono durante más de un siglo. 

Usos industriales del hidrógeno 

El hidrógeno se utiliza a menudo como catalizador o como componente principal para la producción de productos químicos (y subproductos). Cada vez es más común en varias industrias de refinación de productos químicos, pero es más frecuente en tres sectores: amoníaco, metanol y refinado de petróleo. 

Uso del hidrógeno en la producción de amoníaco 

La producción de amoníaco es vital para numerosos usos, como los gases refrigerantes, la purificación del agua y la fabricación. Sin embargo, el 80% de la producción de amoníaco se destina a fertilizantes agrícolas. 

Se prevé que la producción de amoníaco aumente un 40 % en los próximos treinta años. La advertencia es que la producción tradicional de amoníaco perjudica al medio ambiente debido a su dependencia del gas natural y los combustibles fósiles. 

Sin embargo, los productores de amoníaco utilizan más hidrógeno, ya que es limpio y renovable. Y lo que es más importante, los ingenieros pueden crear «amoníaco verde» mediante el proceso Haber, que consiste en la electrólisis del hidrógeno a partir del nitrógeno y el agua separados del aire. Este método puede reducir considerablemente las emisiones asociadas a la producción tradicional de amoníaco. 

Uso del hidrógeno en la producción de metanol 

Aunque el metanol puede producirse a partir de varias fuentes, su fuente predominante son los combustibles fósiles y el petróleo que emiten carbono. Por supuesto, la síntesis de estos gases (y compuestos) da lugar a emisiones nocivas y puede amenazar la vida silvestre. 

El problema, sin embargo, no es el metanol en sí mismo. Es una alternativa más barata que otros combustibles, tiene un menor riesgo de inflamabilidad que la gasolina y tiene más seguridad energética, ya que puede producirse a partir de muchas fuentes. 

Ahí es donde el hidrógeno ofrece una alternativa viable a la producción de metanol. Es mucho más limpia que las fuentes de combustible fósil y está ampliamente disponible. Por este motivo, cada vez más productores de metanol utilizan el hidrógeno como fuente de producción combinándolo con monóxido de carbono (CO2) puro deshidrogenado. 

Uso del hidrógeno en la refinación del petróleo

Cualquiera que esté familiarizado con el azufre en el petróleo (coloquialmente conocido como petróleo crudo agrio), sabe lo problemático que es este compuesto. El azufre es indeseable porque cuando se quema se convierte en óxidos de azufre que pueden provocar lluvia ácida y otros contaminantes perjudiciales para el medio ambiente. 

En la actualidad, las refinerías utilizan ampliamente el hidrógeno para eliminar el azufre de los productos petrolíferos, como el gasóleo, hasta 1.330 millones de pies cúbicos estándar (SCF, por sus siglas en inglés) diarios en Estados Unidos. Por extensión, esto conduce a combustibles más «limpios», ya que liberan menos óxido de azufre al quemarse.  

El uso de hidrógeno para las refinerías de petróleo es cada vez más vital, ya que nos acercamos a la era del pico del petróleo. A medida que aumente la demanda de producción de petróleo, también lo harán las emisiones de carbono. Por ello, la industria petrolera debe encontrar formas más limpias de procesar el crudo para reducir estas emisiones. El hidrógeno es una solución viable. 

Por qué el hidrógeno aún no se utiliza a nivel mundial

En Europa, los responsables gubernamentales han cambiado su enfoque energético para adoptar el hidrógeno como fuente de combustible. La Comisión Europea anunció un esfuerzo para utilizar 40 gigavatios de electrolizadores para dividir el agua en hidrógeno en sus fronteras para 2030. 

Un ejemplo notable es el de Alemania, que ha anunciado su Estrategia Nacional del Hidrógeno, una inversión de 8.200 millones de dólares en investigación y desarrollo de la producción de hidrógeno verde. Todas ellas parecen iniciativas sensatas, porque el hidrógeno es útil en una serie de industrias, como la siderúrgica o la de producción de hormigón, entre otras. También se da la creciente demanda de petróleo, pero el inconveniente es que traerá consigo mayores emisiones de carbono. 

En Norteamérica, el panorama es bastante diferente. En 2020, el Departamento de Energía anunció que invertiría 64 millones de dólares en investigación y desarrollo del hidrógeno. Esa es solo una fracción de la inversión de Alemania. Y aunque las empresas e industrias estadounidenses utilizan activamente el hidrógeno, el 95 % de su producción depende de la refinación del vapor, que utiliza combustibles fósiles. 

Los argumentos habituales para la reticencia a adoptar la producción de hidrógeno incluyen su elevado costo de producción y su alta reactividad (que lo convierte en un peligro de explosión). Aunque estas preocupaciones son reales, los métodos para producir hidrógeno a bajo costo y almacenarlo de forma segura están mejorando. Esto sugiere que lo que puede ser necesario es una mayor atención a la investigación en lugar de confiar excesivamente en los métodos existentes. 

Uso de calentadores eléctricos para crear hidrógeno 

Aunque la adopción generalizada del hidrógeno se ha enfrentado a algunos obstáculos, la producción de hidrógeno es, en teoría, sencilla. La producción de hidrógeno es un proceso termoquímico que utiliza el calor para liberar hidrógeno, idealmente a partir de fuentes orgánicas, como la biomasa o el agua. 

Los calentadores eléctricos, como los construidos aquí en Wattco, pueden facilitar este método de extracción de hidrógeno con relativa facilidad. Estos ya producen pocas o ninguna emisión y pueden generar suficiente calor rápidamente. También son operables a bajo costo. Si la demanda de uso de hidrógeno aumenta, el equipo de calefacción estará disponible fácilmente. 

En Wattco, fabricamos una amplia gama de calentadores eléctricos que pueden facilitar procesos bien establecidos y apoyar otros emergentes, como la producción de hidrógeno. Nuestro equipo puede ayudarle a elegir las configuraciones exactas necesarias para satisfacer sus aplicaciones de calefacción. 

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