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El hidrógeno en cifras reales: soluciones de transporte y almacenamiento

El uso del hidrógeno como fuente de combustible podría abrir nuevas oportunidades para mejorar la seguridad energética y la mitigación del cambio climático.
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By Prakash Patel , 

Global Hydrogen Risk Engineering Leader

10/22/2024 · Lectura de 5 minutos

El uso del hidrógeno como fuente de combustible podría abrir nuevas oportunidades para mejorar la seguridad energética y la mitigación del cambio climático. En el futuro, al operar a gran escala, parte del atractivo del hidrógeno radica en su potencial para descarbonizar industrias que dependen excesivamente del carbón, el transporte y la generación de energía. Sin embargo, para utilizar el hidrógeno a gran escala en todo el mundo, se necesita suficiente infraestructura para transportarlo y almacenarlo de manera segura.

La mayoría del hidrógeno hoy en día se comprime y se transporta a través de tuberías, que tienen bajos costos operativos y un historial comprobado. A nivel mundial se están llevando a cabo trabajos para ampliar y desarrollar otras soluciones de transporte y almacenamiento para manejar los aumentos previstos en los volúmenes de hidrógeno y las posibles largas distancias que deberá recorrer. Además de las tuberías, otras opciones para mover el hidrógeno pueden incluir amoníaco líquido, hidrógeno líquido o portadores líquidos de hidrógeno orgánico. Actualmente, no existe un método único y rentable para transportar y almacenar hidrógeno. Los diferentes métodos ofrecen diferentes beneficios y todos presentan cierto nivel de riesgo, dado que el hidrógeno y sus derivados requieren controles para permitir su manejo seguro. Por lo tanto, las opciones de transporte y almacenamiento requieren una cuidadosa evaluación de riesgos.

¿Se pueden asegurar los proyectos de hidrógeno?

Sí, se pueden asegurar. Marsh es el único corredor que ofrece una instalación de seguro de hidrógeno respaldada por un panel de aseguradoras globales con calificación A y con expertos que evaluarán los riesgos. 

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¿Cómo transportar hidrógeno líquido?

En un futuro cercano, cuando las cantidades o distancias del comercio de hidrógeno sean mayores, los métodos más viables que podrían hacer posible su transporte son el amoníaco, el hidrógeno líquido y los portadores líquidos de hidrógeno orgánico (LOHC).

Amoníaco

El amoníaco es una de las opciones más atractivas para transportar hidrógeno a largas distancias por varias razones:

  • Dado que se utiliza ampliamente en la producción de fertilizantes, el amoníaco ya cuenta con rutas comerciales establecidas e infraestructura de almacenamiento.
  • El amoníaco también contiene más hidrógeno en peso que el hidrógeno líquido o los gasoductos de hidrógeno gaseoso, lo que significa que se puede transportar más energía a través del amoníaco para el mismo volumen.
  • El amoníaco se puede almacenar como líquido a temperaturas relativamente moderadas y presiones moderadas.

Sin embargo, a pesar de estos factores, el proceso de "cracking" que descompone el amoníaco de vuelta a hidrógeno es intensivo en energía, lo que conlleva una pérdida potencial de energía del 13-34%. El desarrollo y la demostración futura a gran escala podrían hacer de este un proceso más eficiente.

Además, como el amoníaco es tóxico, se aplican riesgos específicos al transportarlo y almacenarlo. Los operadores deben seguir estrictamente las regulaciones y los procedimientos de seguridad para evitar cualquier fuga que pueda dañar la salud pública o el medio ambiente, o que pueda causar incendios y explosiones en circunstancias muy específicas, aunque el amoníaco no se considera una sustancia inflamable.

Hidrógeno líquido

Si bien el hidrógeno líquido es una opción ambientalmente segura debido a que no es tóxico, el transporte y almacenamiento pueden ser técnicamente complejos debido a su inflamabilidad y baja temperatura. El proceso de licuefacción requiere grandes cantidades de energía y una vez producido, el hidrógeno líquido debe mantenerse a -253ºC o menos, lo que requiere recipientes especializados para almacenar y transportar.

En 2022, el proyecto de la Cadena de Suministro de Energía de Hidrógeno tenía como objetivo realizar el primer envío de hidrógeno licuado en el mundo. Aprendiendo de esta experiencia, el proyecto planea construir un transportador de hidrógeno a escala comercial para mediados de la década de 2020

Portadores líquidos orgánicos de hidrógeno (LOHCs)

Un LOHC es un líquido capaz de almacenar y liberar hidrógeno a través de una reacción química, lo que lo diferencia del hidrógeno líquido (que no está químicamente unido a ninguna otra sustancia). El hidrógeno transportado utilizando un LOHC es relativamente económico y seguro, dado que no se necesita compresión y se pueden utilizar activos existentes para almacenarlo. Los LOHC se almacenan en condiciones ambientales y se comportan de manera similar a los combustibles líquidos convencionales derivados del petróleo.

Para avanzar con los LOHCs, puede ser necesario desarrollar LOHCs alternativos que cumplan varios criterios, como estabilidad térmica y química, toxicidad relativamente baja y alta capacidad de almacenamiento de hidrógeno.

Hidrógeno comprimido

Transportar hidrógeno comprimido a través de tuberías, ya sea recién instaladas para su uso con hidrógeno o a través de tuberías existentes de gas natural, es otra opción. Este método podría ser una opción de menor costo para entregar grandes volúmenes de hidrógeno en regiones como América del Norte, Europa y China, pero las tuberías hechas de aceros al carbono de alta resistencia pueden hacerse frágiles por el hidrógeno. Puede ser necesario realizar una evaluación cuidadosa y estudios de ingeniería de las tuberías existentes para determinar si una red es adecuada para el transporte de hidrógeno a largo plazo. La mejora de las tuberías puede ser difícil, pero es factible.

Otros riesgos para las tuberías de hidrógeno son conocidos y pueden incluir corrosión externa, fragilización por hidrógeno, daños accidentales (debido a excavaciones, por ejemplo), exposición a peligros naturales, vandalismo, sabotaje e impacto de vehículos.

El hidrógeno comprimido se puede utilizar como combustible alternativo en la industria automovislística y de transporte. Por ejemplo, los automóviles de celda de combustible funcionan con gas de hidrógeno comprimido que se alimenta en una celda de combustible.

Superando las limitaciones de almacenamiento

Una vez que se produce y procesa el hidrógeno, puede requerir distribución y almacenamiento. El hidrógeno tiene un alto contenido de energía por peso, pero no por volumen, lo que puede ser un desafío particular para el almacenamiento. Al igual que con los diferentes métodos de transporte, el hidrógeno se puede almacenar físicamente en forma gaseosa o líquida. Del mismo modo, cada método de almacenamiento tiene ventajas y limitaciones. Además de las diferencias de costos, consideraciones importantes pueden incluir temperaturas y presiones de operación, capacidad y escalabilidad.

Debido a su punto de ebullición muy bajo, el hidrógeno líquido requiere recipientes muy bien aislados para un almacenamiento seguro y efectivo. El hidrógeno gaseoso requiere soluciones de alta presión para el almacenamiento y transporte, con el fin de lograr una densidad de energía que se acerque a la rentabilidad del hidrógeno líquido.

Otra opción es utilizar un portador líquido orgánico de hidrógeno (LOHC), que son compuestos que se unen y liberan químicamente hidrógeno a través de reacciones químicas.

Una preocupación frecuentemente planteada es la fragilización por hidrógeno, donde las tuberías y los recipientes pueden volverse quebradizos en presencia de hidrógeno. Sin embargo, las causas de la fragilización y las medidas de mitigación están bien comprendidas dentro de la industria. La selección de materiales resistentes a la fragilización por hidrógeno reduce este riesgo, o potencialmente el uso de recubrimientos de barrera puede proteger contra la permeación de hidrógeno.

Desarrollo seguro del hidrógeno: producción, transporte y almacenamiento

El hidrógeno puede ser un pilar importante de la futura política energética. A medida que aumenta el uso del hidrógeno, es probable que las opciones actuales de transporte y almacenamiento se amplíen y ayuden a impulsar la utilización del hidrógeno en diversos sectores industriales.

Con el enfoque actual en comprender cómo se están gestionando los problemas técnicos y de seguridad en la producción, transporte y almacenamiento de hidrógeno, así como en cómo se pueden escalar diferentes opciones, hay una mayor demanda de los mercados de seguros para ayudar a proteger a las organizaciones en este ámbito.

La economía del hidrógeno contiene muchos riesgos conocidos, incluyendo propiedades físicas y químicas específicas del hidrógeno, junto con riesgos emergentes que pueden surgir al aumentar la escala o riesgos de inversión de los primeros en adoptar. Las oportunidades y desafíos asociados con la expansión del hidrógeno requerirán un análisis continuo y un monitoreo constante para mejorar la comprensión de los interesados sobre el perfil de riesgo de los proyectos de hidrógeno.

¿Se puede asegurar riesgos de construcción y operativos en los proyectos de hidrógeno?

Marsh es el único corredor que ofrece una instalación de seguro de hidrógeno respaldada por un panel de aseguradoras globales con calificación A. Proporciona cobertura preacordada, términos uniformes y servicios de ingeniería de riesgos, lo que brinda a los desarrolladores una mayor certeza y reduce el tiempo necesario para obtener las coberturas requeridas. La instalación garantiza una capacidad de seguro del 100% para riesgos de construcción y operativos de hasta 400 millones dólares y está disponible para cualquier proyecto de hidrógeno en cualquier parte del mundo.

Para obtener más información y apoyo sobre la planificación de gestión de riesgos y soluciones para proyectos de hidrógeno

Comuníquese con su asesor de Marsh

Contacto en Latinoamérica

David Pena

David Peña

LAC Regional BD Leader Energy, Power & Renewables

+57 (321) 4572862

  • Colombia

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