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Jornadas Técnicas de la AEE – Power EXPO 2008 – 25 de septiembre de 20081
Producción de HidrógenoJornadas Técnicas de la AEE Power EXPO 2008Sesión VI – Los nuevos desarrollos tecnológicos
Dr. Luis Correas UsónDirector GerenteFundación para el Desarrollo de lasNuevas Tecnologías del Hidrógeno en Aragón
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Índice
Fundación del Hidrógeno en Aragón
Producción de hidrógeno: electrolisis
Proyecto ITHER
Hidrógeno y eólica
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Fundación del Hidrógeno en Aragón
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Fundación del Hidrógeno en Aragón
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Apoyar al desarrollo de proyectos estratégicos y de futuro que creen empleo, generen riqueza y diversifiquen el tejido industrial a la vez que lo hacen más competitivo.
Desarrollar una agenda estratégica que contenga líneas maestras de los pasos a realizar y de un horizonte temporal para los mismos.
Crear una red de empresas industriales que cooperen y generen futuras oportunidades de negocio basado en las tecnologías del hidrógeno
Fundación del Hidrógeno en Aragón
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Producción de hidrógeno: electrolisis
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Producción de hidrógeno: vías y usos
Fuente: High Level Group on Hydrogen and Fuel Cells. Hydrogen energy and fuel cells - A vision for our future
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Producción de hidrógeno: electrólisis
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Reformado de metano e hidrocarburos
Reacción shift
Disociación del agua: electrólisis y termólisis
Ciclos Termoquímicos
Producción de hidrógeno
224 3HCOOHCH +⇔+
222 HCOOHCO +⇔+
222 21 HOOH +⇔
206)/( =Δ molkJH
41)/( −=Δ molkJH
)1200(165)/()298(405)/(
KmolkJHKmolkJH
=Δ=Δ
22
42222
222
IHHISOHHIOHSOI
+⇔+⇔++
Producción de hidrógeno: un poco de química...
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¿Elevado Coste Energético de la Electrólisis?
Gas Natural CH4
Petróleo Ligero CH2.6
Nafta CH2.2
Petróleo pesado CH1.4
Carbón CH0.7
Agua H2O
Subproductos CO2 CO2 CO2 CO2/S CO2/S O2
Producción específica de subproducto (kJ/kmol H2)
0.25 0.3 0.32 0.37/0.003-0.0150.43 / 0.002-0.01
0.5
Consumo energético teórico
kJ/mol H241,28 37,5 38,35 50,3 57,15 242
Producción actual de hidrógeno a partir de fuentes energéticas
Producción de hidrógeno: comparativa
Coste elevado de equipos: entre 10.000 y 5.000 €por kW, pero muy modular (kW – MW)
El 80% de la energía del H2 proviene de la propia energía del gas natural
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Hidrógeno y eólica
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Para la reflexión…
Desacople con demanda
Evacuación infrautilizada
Desconexión de parques
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Hidrógeno y Almacenamiento de energía
Mix de renovablesAgregación de producciónAgregación de mercadosMejora de la predicciónGestión activa de la demandaOptimización de redesNuevas tecnologías de distribución y transporteCentrales de reserva y de pico
Almacenamiento de energía
Bombeo de aguaVolantes de inerciaAire comprimidoAcumuladores electroquímicosBaterías redoxSupercondensadoresBobinas superconductoras
Hidrógeno
☺ Densidad de energía☺ Duración en ciclos☺ Medioambiente☺ Carga y descarga☺ Pérdidas☺ Rango de potencia
Madurez tecnológicaCoste por energíaCoste por potenciaEficiencia global
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Elaboración propia a partir de estudios de LBST
Eólica, hidrógeno, transporte…
Cortesía GM.
GLPGas NaturalFischer-TropschDME (Dimetiléter)MetanolEtanolBiodieselElectricidadHidrógeno
GasolinaGasóleo
Motor de Combustión Interna
Motorizaciones híbridasCoche eléctricoPila de combustible
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Sinergia eólica - hidrógeno
Hidrógeno y renovables:
•Aplicaciones nicho y críticas: alto precio de la energía.
•Medio y largo plazo: expectativas en la reducción de costes de equipos.
Hidrógeno y eólica:
•Herramienta en la gestión de parques eólicos.
•Rentabilidad: ¿próxima década?
•Cogeneración de electricidad renovable e hidrógeno como combustible.
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http://task24.hidrogenoaragon.org
AIE HIA Grupo 24: energía eólica e hidrógeno
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El proyecto ITHER
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Características del proyecto ITHER
El proyecto ITHER consiste en:•100 kW de fotovoltaica, con 6 diferentes tipos de placas, 4 tipos de seguidores, e integración en la arquitectura y en edificación.•635 kW de energía eólica en 3 turbinas (2 asíncronas, 1 síncrona).•Electrolizadores alcalino y PEM (65 kW – 7 kW).•Almacenamiento de hidrógeno en hidruros metálicos y comprimido a alta presión (350 bar).•Varias pilas de combustible.El proyecto muestra las tecnologías fotovoltaicas y eólicas disponibles actualmente así como el ciclo completo del hidrógeno.
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Proyecto ITHERProyecto ITHER: parque eólico
VESTAS V29-225 kW
LAGERWAY-LW18/80 kW
ENERCON-E32/330 kW
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Restricciones y decisiones del proyecto
Máxima variedad de tecnologías, para favorecer la concienciación sobre las renovables → combinación de turbinas síncronas y asíncronas.
Las tecnologías deben ser estado del arte, para minimizar el riesgo financiero y tecnológico y concentrarse en el hidrógeno → turbinas de fabricantes conocidos, no prototipos.
Número de turbinas limitado a 3 (parque de I+D), y compatible con la actividad del parque Walqa (impacto en paisaje, sombras, ruidos, áreas de seguridad) → altura de buje limitado a 50 m. y potencia a 500 kW → turbinas de segunda mano.
Proyecto global muy complejo → varios subproyectos adjudicados a ingenierías e instaladores. Fundación coordina.
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Experiencia adquirida
•Las instalaciones actuales cubren el 84% del consumo eléctrico del parque Walqa (único en su género), o el equivalente a unas 210 familias, evitando la emisión de unas 440 Tn de CO2 anuales.•Más de 2.000 personas han visitado las instalaciones.
•Información deficiente de las máquinas → errores entre el proyecto y la realidad.•Interfaz entre instaladores de aeros e infraestructura de evacuación no ha sido fácil → Opción “llave en mano” hubiera sido preferida.•Estado de las máquinas bueno pero mejorable → incidencias en la puesta en marcha y en la primera etapa de funcionamiento → menores disponibilidades.•MUCHO CUIDADO con las garantías y el soporte técnico de las máquinas de segunda mano → compromiso del fabricante es importante, y certificación de las máquinas.•Tecnología de máquinas síncronas, todavía desconocida en España.
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Proyecto ITHER
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Gracias por su atención
Fundación para el Desarrollo de las Nuevas Tecnologías del Hidrógeno en Aragóninfo@hidrogenoaragon.org
www.hidrogenoaragon.org