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El transporte de hidrogeno verde a distancia es una necesidad

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A medida que se pone en marcha el primer envío marítimo de hidrógeno licuado del mundo, los optimistas ven el amanecer de una economía de hidrógeno que podría ayudar a evitar desastres climáticos en las próximas décadas.

Habiendo llegado a Hastings, Victoria, Australia el 20 de enero, el primer transportador de hidrógeno licuado especialmente diseñado del mundo, el Suiso Frontier, se está preparando para transportar el combustible de regreso al puerto japonés de Kobe a fines de febrero.

Algunos observadores han comparado el buque con el Elizabeth Watts , que transportó el primer cargamento de petróleo en alta mar del mundo en 1861, y con el Methane Pioneer , responsable de mover el primer cargamento de GNL en 1959. Suiso significa hidrógeno en japonés.

«Esto es como un evento histórico. Se trata del primer envío internacional de hidrógeno líquido entre dos países», afirmó Business Daily Daryl Wilson, director ejecutivo del organismo industrial Hydrogen Council .

Los expertos creen que el hidrógeno debe tener una mayor participación en la combinación energética futura del mundo para contrarrestar el cambio climático. Según la Agencia Internacional de Energía, la demanda mundial de hidrógeno bajo en carbono debe ascender a 520 millones de toneladas métricas ™/año para 2050. Esto servirá para ayudar a lograr emisiones netas cero a mediados de siglo.

La visión solo se puede realizar si el hidrógeno se puede enviar por mar. Los países europeos y del noreste de Asia buscarán grandes cantidades de hidrógeno de proveedores extranjeros, ya que no pueden producir volúmenes suficientes para satisfacer la demanda interna, según ha pronosticado la IRENA.

«Va a haber una necesidad de transporte de energía a larga distancia, porque la dotación natural de cualquier país rara vez puede satisfacer completamente su demanda de energía», dijo Wilson. «Especialmente en las áreas sedientas de energía… se necesita importar una gran cantidad de hidrógeno».

El frio es la clave del transporte de hidrogeno verde en grandes volúmenes

Pero quedan desafíos técnicos y comerciales rígidos en el transporte marítimo de hidrógeno. En forma líquida, el hidrógeno debe almacenarse en tanques a menos 253 grados centígrados, solo 20 grados por encima del cero absoluto, para evitar la evaporación.

La temperatura es mucho más baja que los puntos de ebullición de los productos básicos comunes transportados por mar. El GNL, a menudo descrito como un combustible súper enfriado, solo necesita enfriarse a menos 162 grados centígrados para su envío y almacenamiento.

Al construir el Suiso Frontier , el buque piloto del proyecto Cadena de Suministro de Energía de Hidrógeno (HESC), Kawasaki Heavy Industries (KHI) tuvo que instalar un tanque aislado al vacío de doble pared con una capacidad de 1250 metros cúbicos (cu m) para este propósito.

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Magnus Lindgren, dijo que dicho tanque debería construirse con materiales metálicos que puedan evitar la fragilidad y las propiedades de aislamiento para reducir la tasa de evaporación.

Esto apunta a requisitos de diseño muy exigentes, sugirió Lindgren, y agregó que «la contención para el hidrógeno también debe diseñarse con un riesgo muy bajo de fuga».

Las normas de seguridad asociadas para la construcción de buques que transporten hidrógeno aún están en desarrollo.

En 2016, la Organización Marítima Internacional, el organismo regulador mundial del transporte marítimo, adoptó las Recomendaciones provisionales para el transporte de hidrógeno licuado a granel para complementar el Código internacional para la construcción y el equipo de buques que transporten gases licuados a granel. Es probable que las reglas se actualicen a medida que se desarrollen las tecnologías.

«Con los comentarios de la construcción y operación real de barcos, vamos a desarrollar reglas más adecuadas para la implementación social y comercial de los transportadores de hidrógeno licuado», dijo ClassNK, la organización japonesa que clasifica el Suiso Frontier .

El transporte de hidrogeno verde entre Australia y Japón

En la fase piloto de HESC, Japón y Australia juntos comprometieron A $ 500 millones ($ 351 millones) para crear una cadena de suministro de hidrógeno entre los dos países. Los gobiernos federal y estatal de Australia contribuyeron cada uno con 50 millones de dólares australianos, mientras que Tokio pagó el resto de la factura.

Además del buque, la cadena de suministro incluye una planta de demostración que produce gas hidrógeno a partir de biomasa y lignito en el valle Latrobe de Victoria mediante gasificación, una planta de licuefacción de 0,25 tm/día en Hastings e instalaciones de almacenamiento y transporte terrestres en Japón y Australia.

Los operadores del proyecto son AGL, Sumitomo y la Asociación de Investigación de Tecnología de la Cadena de Suministro de Energía de Hidrógeno libre de CO2 (HySTRA), establecida por KHI, Shell, J-POWER, Marubeni, ENEOS y K Line.

«Durante los próximos dos años, los socios del proyecto llevarán a cabo una amplia investigación y desarrollo de los requisitos técnicos y operativos para un proyecto a escala comercial», dijo el HESC en un comunicado el 21 de enero.

No se dio a conocer el precio del Suiso Frontier. Este buque realizará un viaje cada tres meses entre Japón y Australia en la fase piloto. Los datos de IHS Markit muestran que HySTRA es el propietario del barco y que Shell administra el barco técnicamente.

KHI impulsará el transporte de hidrogeno verde

KHI tiene el objetivo a largo plazo de construir transportadores de hidrógeno licuado de 160 000 m3 en función de su experiencia. «Para lograr hidrógeno asequible en el futuro, tenemos que aumentar la capacidad para reducir el costo [de transporte] del hidrógeno», dijo el constructor naval. «El establecimiento de la cadena de suministro de hidrógeno necesita una gran inversión con apoyo de políticas».

En un comunicado emitido el 21 de enero, el gobierno federal de Australia dijo que proporcionará otros 7,5 millones de dólares australianos para respaldar la «fase de precomercialización» del HESC, que se estima requerirá 184 millones de dólares australianos. No dio más detalles sobre lo que implicará esta fase y cuánto durará.

Si todo va bien, el HESC suministrará 225.000 tm de hidrógeno cuando entre en su fase comercial en la década de 2030, según el sitio web del proyecto.

Sin embargo, existen dudas sobre los beneficios ambientales del proyecto ya que se utiliza hidrógeno gris en la fase piloto. Los operadores del proyecto dijeron que compraron compensaciones de carbono para mitigar las emisiones iniciales y que se adoptará la tecnología de captura y almacenamiento de carbono (CCS) si el HESC pasa a la fase comercial.

La experiencia adquirida con el transporte de hidrógeno gris licuado en el proyecto piloto se puede aplicar fácilmente al envío de hidrógeno verde o azul en forma líquida, según Wilson. El hidrógeno verde se produce a partir de electrolizadores alimentados por energías renovables, mientras que el hidrógeno azul se genera a partir de combustibles fósiles y las emisiones se secuestran.

“El aspecto importante aquí es que estamos comenzando a mover grandes cantidades de energía en una forma descarbonizada”, dijo. «Con el tiempo, las fuentes de esa energía también se descarbonizarán».

Otras formas para el transporte de hidrogeno verde por mar

Además del hidrógeno licuado, los proyectos de prueba recientes para el envío de hidrógeno por mar se centran en convertir el hidrógeno en amoníaco o hidrógeno orgánico líquido (LOHC) antes de los envíos.

Arabia Saudita y los Emiratos Árabes Unidos han enviado varios cargamentos de amoníaco azul, producido a partir de hidrógeno a través de la gasificación de combustibles fósiles y utilizando CCS, en los últimos trimestres. La Asociación de Cadena de Energía de Hidrógeno Avanzado para el Desarrollo Tecnológico, cuyos miembros incluyen a Mitsubishi y al grupo de ingeniería Chiyoda, completó un envío LOHC desde Brunei a Japón en 2019.

El hidrógeno en forma de amoníaco y LOHC puede transportarse en embarcaciones convencionales y almacenarse en tanques existentes, por lo que los costos logísticos son más bajos en comparación con el transporte marítimo de hidrógeno licuado. Sin embargo, es posible que deban convertirse nuevamente en hidrógeno, según los requisitos de los usuarios finales, por lo que los costos generales aún podrían ser más altos.

Debido a que la conversión de hidrógeno hacia y desde otras formas requiere energía que podría generarse a partir de combustibles fósiles, KHI sugirió que el hidrógeno licuado puede lograr las emisiones más bajas del ciclo de vida. «El hidrógeno licuado requiere una nueva infraestructura pero no requiere energía para la evaporación», dijo el constructor naval.

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En general, los expertos dicen que el hidrógeno licuado es más adecuado para su uso en celdas de combustible, mientras que las plantas de energía y los productores de productos químicos preferirían usar amoníaco. Los transportadores de hidrógeno licuado podrían ser costosos de ampliar debido a los costosos tanques, por lo que un escenario posible es que se utilizarán principalmente en el comercio regional y de corta distancia, mientras que los transportadores de amoníaco y LOHC se convierten en los caballos de batalla para las rutas de aguas profundas.

«Diferentes aplicaciones para diferentes usos», dijo Alex Klaessig, investigador sénior de hidrógeno en IHS Markit. «El mundo es un lugar complejo que requiere soluciones complejas».

Independientemente de la forma de hidrógeno, muchos participantes de la industria esperan que el transporte marítimo de hidrógeno se comercialice solo cuando la demanda y la oferta se recuperen a nivel mundial. Algunos, como IRENA, esperan que esto suceda en la década de 2030.

Pero Wilson dijo que algunas rutas comerciales podrían surgir a finales de esta década en medio de los esfuerzos de descarbonización. El Hydrogen Council dijo que la demanda mundial de hidrógeno debe alcanzar los 140 millones de toneladas métricas para 2030 para poner al mundo en camino de lograr emisiones netas cero para mediados de siglo, y es probable que gran parte de eso sea suministrado por productores no nativos.

“El período entre ahora y 2030 es un período muy crítico de escalamiento”, dijo Wilson. «Ya veremos una cantidad significativa de despliegue de hidrógeno en todas estas nuevas aplicaciones [transportadas por mar] para 2030».

transporte de hidrogeno verde entre Australia y Japon

El proyecto de transporte de hidrogeno verde a Japón, Corea y Singapur de 2,8GW

Un ambicioso proyecto para construir en las islas del Mar de Timor frente a Australia un centro de transporte de 100.000 toneladas al año de hidrógeno. El objetivo es abastecer el mercado del sudeste asiático

El Proyecto de Hidrógeno Tiwi (TWP) comenzaría como una planta de 500MW y se extendería en etapas a 2.8GW. Estiman generar alrededor de 100.000 toneladas de hidrógeno verde al año para enviar alrededor de Asia Pacífico. En concreto suministrará hidrogeno verde a Japón, Corea y Singapur.

En el transporte de hidrógeno se empleará una armada completa de grandes buques de transporte de gas comprimido.

«El razonamiento esencial para que GEV fomente un hito en el proyecto de creación de energía sostenible e hidrógeno verde es exhibir la facilidad y la productividad de utilizar la presión para una red de inventario de hidrógeno verde de línea a tubería. También, dar una garantía más notable en la comercialización y fiabilidad de la entrega», dijo el CEO Martin Carolan. Carolan agregó: «La ayuda del gobierno del Territorio del Norte también exhibe el procedimiento y la visión de la región para ser un fabricante y exportador a escala mundial de hidrógeno verde».

«Nuestro acuerdo de entrega empaquetado se mide excepcionalmente y de esta manera puede escalar para coordinarse con el avance de las innovaciones de electrolizadores y el interés del mercado por el gas de hidrógeno verde sin adulterar, y reducir el gasto de hidrógeno a medida que la tarea escala».

El reto del transporte de hidrogeno verde a gran distancia

Eva Lawler agregó: «Con nuestros activos de primera categoría basados en el sol y nuestra proximidad a los anuncios de productos clave, el Territorio del Norte es un lugar óptimo para crear hidrógeno sostenible para satisfacer la necesidad futura dentro de nuestro lugar».

La mejora de TWP se ejecutará en corresponder a un programa de diseño de barcos y respaldo de clase para los buques de transporte de hidrógeno, con una opción de especulación monetaria centrada en 2023 para la etapa subyacente, dejando espacio para el primer envío de hidrógeno en 2026, dijo el diseñador en una afirmación.

GEV dijo que la incorporación de la utilización de sus recipientes de hidrógeno compactados «potenciaría un giro por etapas de los acontecimientos y un lapso de tiempo de desarrollo» que se beneficiaría de la «disminución de los gastos de capital y trabajo para la edad basada en la luz solar, los electrolizadores y la entrega».

Esta empresa puede cambiar GEV de una cooperativa especializada a medio camino a una organización imaginativa de hidrógeno.

Fuente: ISHMarkit

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Ingeniero senior especializado en energía de hidrógeno