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Director de Operaciones de Verano Energy, Colin Hamilton

/comunicado de prensa/ Este contenido no fue escrito por Creamer Media, pero es una declaración informativa provista.

Colin Hamilton es el director de operaciones y director de ingeniería de Verano Energy. Bajo su liderazgo, Verano Energy está desarrollando más de 30 GW de proyectos de hidrógeno en Chile y Perú, uno de los proyectos de gasoductos más grandes del mundo. El director de operaciones nacido en Estados Unidos se está preparando para convertir a la empresa en la era del hidrógeno. En este OPED, Hamilton comparte sus puntos de vista sobre el futuro de los mercados de hidrógeno verde.

El hidrógeno tiene la capacidad de eliminar el carbono de una amplia gama de industrias pesadas, incluidas la energía, los productos químicos, el acero y el cemento, lo que significa que la demanda será enorme. En un escenario de cero emisiones netas, la AIE espera que la demanda se multiplique por cinco entre 2020 y 2050. Sin embargo, existen algunas limitaciones importantes que deben superarse para que el hidrógeno sea competitivo. El primer desafío es producir un suministro adecuado de hidrógeno renovable «verde»; Lo siguiente es poder almacenarlos a granel; Luego crear la infraestructura necesaria para el comercio y transporte de hidrógeno. Aquí es donde entra en juego el amoníaco. Compuesta por un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno, la molécula de amoníaco (NH3) tiene el potencial de apoyar la economía de combustible de hidrógeno en las tres áreas.

Haz del hidrógeno una competencia

Hoy en día, la mayor parte del hidrógeno se produce a partir de combustibles fósiles mediante el reformado con vapor de metano, lo que genera 830 millones de toneladas de emisiones anuales de dióxido de carbono. El hidrógeno «verde» libre de carbono se produce usando un electrolizador para separar las moléculas de agua para separar el hidrógeno del oxígeno. Es un proceso costoso y que consume mucha energía, pero cuando la energía utilizada proviene de fuentes renovables, hidráulica, eólica o solar, proporciona una transmisión de energía versátil y libre de fósiles.

¿Cómo se puede hacer que el hidrógeno sea más competitivo? Primero, mediante el uso de ricas fuentes de energía renovable como la solar fotovoltaica en Chile, Arabia Saudita y Australia, cuya producción será muy competitiva. Y segundo, intensificando la producción de energía renovable y desplegando un electrolizador para producir hidrógeno con energía renovable “en exceso” o “restringida”. En otras palabras, permitirá que una mayor proporción de energía renovable ingrese al mercado al reducir la reducción de energía renovable.

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Reducir la reducción de las energías renovables

La interrupción de las energías renovables hace que haya periodos de muy alta producción de energía que no se corresponden con la demanda. El suministro de fuentes de energía renovables, especialmente la energía solar, llega a ser tan alto que la cantidad de electricidad generada amenaza con superar la capacidad de la red. Aunque se han desarrollado sistemas de almacenamiento de energía en baterías, aún no son capaces de capturar y almacenar este exceso de energía. El resultado es la reducción de personal. Aquí es donde los operadores de red cierran el acceso a la red o adoptan mecanismos de fijación de precios para generar precios negativos para reducir la producción. Algunas estimaciones reducen las energías renovables al 20% de la capacidad.

En lugar de limitar el exceso de energía renovable, la solución sería utilizar ese excedente para producir hidrógeno verde. Al instalar el electrolizador en las principales subestaciones conectadas a plantas renovables, la producción de hidrógeno verde puede actuar como una escala de carga. Sería un costo competitivo, porque de lo contrario la energía renovable se desperdiciaría y permitiría a los operadores de energía renovable pagar por cada megavatio-hora que producen. No se desperdicia energía.

De esta manera, la producción de hidrógeno verde estimulará un mayor crecimiento de las energías renovables. Sin embargo, no debe restar valor a la disponibilidad de electricidad para otros usos esenciales y más eficientes; debe ser adicional. La transición al hidrógeno verde y la aceleración de la generación de energía renovable deben trabajar juntas.

El hidrógeno también puede desempeñar un papel complementario útil para las soluciones de almacenamiento de energía existentes. Las baterías son una forma rentable de almacenar energía diariamente o semanalmente, pero dado que la reducción suele ser estacional, no será rentable almacenar 6 meses de energía en baterías, al menos las que sabemos que existen hoy. Si la energía renovable va a reemplazar a los combustibles fósiles, necesitaremos almacenamiento estacional o incluso anual, así como comercio internacional de energía renovable. Las partículas verdes son ideales para esto.

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El amoníaco verde como uno de los principales facilitadores de la revolución del hidrógeno

Si bien la mayor parte del hidrógeno producido se alimentará a las tuberías existentes y se comercializará a nivel regional, algunas regiones, como América Latina, Medio Oriente y África del Norte, tienen el potencial de producir más hidrógeno limpio del necesario. Otras regiones como Japón, Corea y Hawái no tendrán suficientes recursos renovables y necesitarán importar hidrógeno.

Pero transportar hidrógeno a largas distancias no es eficiente y tiene mucho sentido desde el punto de vista económico. Mover hidrógeno a granel de un continente a otro requerirá una infraestructura de licuefacción y distribución completamente nueva para puertos, terminales y almacenamiento. Aquí es donde el amoníaco ofrece una solución competitiva.

Un informe reciente publicado por IRENA estima que más de la mitad del comercio mundial de hidrógeno será en forma de amoníaco. Esto se debe a la licuefacción del hidrógeno a -252 °C. Es altamente reactivo y requiere materiales específicos resistentes a la corrosión, lo que hace que el almacenamiento y el transporte sean prohibitivamente caros. Por otro lado, el amoníaco se puede condensar en líquido a -33°C, lo que facilita su almacenamiento y transporte. La infraestructura ya está instalada, con terminales en 120 puertos de todo el mundo.

Además, la tecnología de proceso de condensación de hidrógeno y conversión en amoníaco tiene una tasa de eficiencia muy alta. La instalación de crackers de amoníaco junto con centros de producción y consumo de hidrógeno verde apoyará el desarrollo de la economía del combustible de hidrógeno. Estas galletas aún no están comúnmente disponibles, pero su eficiencia teórica es alta. Se deben hacer esfuerzos para desarrollarlo rápidamente a gran escala.

El almacenamiento de energía es otro beneficio, cuya importancia se destacó en la crisis energética provocada por la guerra en Ucrania. El amoníaco se puede almacenar durante el tiempo que sea necesario, proporcionando una importante reserva de seguridad energética. Los tanques de almacenamiento grandes y económicos eliminan la necesidad de alinear estrechamente la producción y el consumo.

La investigación y el desarrollo en curso abren usos adicionales para el amoníaco. Además de su papel como portador de hidrógeno, el amoníaco también se puede utilizar como combustible, especialmente para el transporte marítimo. Aunque es menos inflamable, la densidad energética del amoníaco es 1,5 veces mayor que la del hidrógeno líquido. Se están realizando esfuerzos de colaboración para desarrollar una tecnología de motores marinos segura, fiable y respetuosa con el medio ambiente. Un consorcio europeo tiene como objetivo tener un barco de cero emisiones alimentado con amoníaco para 2025.

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La generación de energía ofrece otra aplicación, ya que el amoníaco se puede utilizar como combustible para reemplazar el carbón, el fuelóleo pesado o el diésel. Es cierto que esta no es la forma más eficiente de usar amoníaco e hidrógeno. La única razón válida para hacerlo es acelerar la adopción del hidrógeno verde y aprovechar la infraestructura existente. Japón está buscando desarrollar una planta de energía alimentada con carbón y amoníaco. Actualmente se están desarrollando turbinas de amoníaco directo que utilizan hidrógeno como acelerador para mejorar la combustión. Las turbinas de amoníaco podrían proporcionar una alternativa más rentable y neta cero a la captura de carbono o al almacenamiento en baterías, especialmente para los países que actualmente operan turbinas diésel. La investigación en esta área debe intensificarse para resolver rápidamente el problema de las emisiones de NOx.

Finalmente, el amoníaco verde se puede utilizar como ingrediente base para la producción de otros productos químicos, incluidos los fertilizantes libres de fósiles. Hay varios proyectos en trámite que están examinando formas alternativas de combinar carbono e hidrógeno para construir plásticos. Estos pueden incluir capturar carbono y usarlo para producir hidrocarburos en lugar de liberar dióxido de carbono a la atmósfera.

El amoníaco verde podría ser la piedra angular de un futuro cero neto

El papel del amoníaco verde en la transición energética será enorme. En resumen, la energía renovable, el hidrógeno y el amoníaco trabajarán juntos a medida que nos alejamos de los combustibles fósiles para lograr nuestros objetivos de cero emisiones netas. Pero es necesario aumentar significativamente la capacidad para reducir costos y aumentar la competitividad. Una vez que esto se logra, el amoníaco se convierte en un producto de energía renovable global, con la flexibilidad de ser utilizado como vector de energía, como combustible y como elemento básico para otros productos químicos. Al igual que el petróleo crudo hoy en día.