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El paso de la combustión convencional a la economía del hidrógeno.

Optimización de la explotación de los combustibles fósiles hacia emisiones cero en CO2

J.M.Martínez-Val Piera
Ingeniero de Minas
M.Sc. Colorado School of Mines
Fundación para el Fomento de la Innovación Industria

Sexta parte. (6 / 6)

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6.
Conclusiones

La preocupación por el incremento del efecto invernadero, y la consiguiente importancia que pasan a tener las técnicas de captura y secuestro de CO2, junto a la mejora continua en las prestaciones de las pilas de combustible, abren una posibilidad para el uso de los combustibles fósiles que consigue a la vez una alta calidad ambiental, tendiendo hacia emisiones nulas en CO2, y un mejor aprovechamiento energético de los recursos naturales (pues incluso podría usarse para el transporte la energía del carbón, a través de su conversión a energía de hidrógeno).

Aún contando con la energía necesaria para el secuestro del carbón, la nueva alternativa es energéticamente positiva respecto de los usos actuales del transporte. En el caso expuesto en la figura 4, a partir de 1138 kJ de energía primaria (1,42 moles de metano) se conseguían 968 kJ de energía en H2, con una conversión a energía útil de 532 kJ. Aún contando una reducción del 15% para atender a la energía necesaria para el confinamiento del CO2, quedarían 459 kJ útiles.

En el caso convencional, a partir de 1,42 moles de metano se generarían entre 285 y 400 kJ útiles (según el rendimiento de la maquinaria térmica, supuesto entre el 25 y el 35%). Pero lo más importante es que, en este caso se habrían emitido 62 gramos de CO2 a la atmósfera (1,42 moles).

Debido al muy diferente grado de maduración tecnológica y comercial de una y otra alternativa, no es posible efectuar una verdadera comparación de la viabilidad económica de la nueva modalidad planteada. Pero sí hay una base importante para justificar un esfuerzo en ese sentido: además del gran avance ambiental que representaría; energéticamente, tendría el efecto de incrementar la energía útil extraída de los combustibles fósiles. Más aún, esta opción se podría asociar al uso de energías renovables (sobre todo solar térmica de alta temperatura) y a la energía nuclear, multiplicando el valor energético de la materia prima, de cara a su uso en el transporte automóvil.

En definitiva, se abre un escenario energético que requeriría tiempo, pero que permitiría el paso gradual de una energética basada en la combustión clásica, a otra basada en la economía del hidrógeno, sin emisiones de CO2 por el sector energético que optara por esta modalidad.

Agradecimientos

Este trabajo ha sido subvencionado parcialmente por el proyecto PROFIT nº 120000-2004-172 (Ministerio de Educación y Ciencia) y por la Fundación Iberdrola.

Referencias

 

 

(1)  Martínez-Val, J. M.; Perlado, M.; Piera, M. "Principios físicos del desarrollo energético sostenible", Fundación Iberdrola, Madrid (2003).

(2)   Ackerman, T.; Stokes, M. "The atmospheric radiation measurement program". Physics today (Enero, 2003).

(3)   Kump, L. et al. "A weathering hypothesis for glaciation at high atmospheric pCO2 in the Late Ordovician". Paleoclimatol. Palaeoecol. Palaeogeogr.152, pp 173-187 (1999).

(4)   Marchuk, G.; Kondratyev, K.; Kozodevor, V. "Earth Radiation Budget", Nauka Pub.Moscow (1990).

(5)   Vázquez Abeledo, M. "La historia del sol y del cambio climático". Serie McGraw Hill de divulgación científica, McGraw Hill Interamericana de España, SAU (1998).

(6)   www.ipcc.ch (Intergubernamental Panel on the Climatic Change).

(7)   www.eea.int (European Environmental Agency).

(8)   www.iea.org (International Energy Agency).

(9)   Informe PryceWaterhouseCoopers sobre el Efecto Económico en España del Protocolo de Kyoto (Madrid, 2004).

(10)          www.pilasde.com (Pilas de Combustible-Ariema).

(11)          www.aeh2.org (Asociación Española del Hidrógeno).

(12)          www.hynet.com (European Hydrogen Network).

(13)          RDT Info-Union Europea, nº 42, Agosto 2004 (pág.1-11). En particular, proyecto Fuero (pág.8).

(14)          europe.eu.int/comm/research/energy/pdf/efchp_hydrogen21.pdf.

(15)          europe.eu.int/comm/research/energy/transport/envir/2003-report-en.pdf.

(16)          www.energiasostenible.net.

(17)          www.iphe.net (International Partnership on the Hydrogen Economy).

(18)          www.clean-air.org (American Hydrogen Association).

(19)          www.h2euro.org (European Hydrogen Society).

(20)          www.usea.org/iphe.htm. Participación USA en la IPHE.

(21)          Steinberg, M; Cheng, HC. "Modern and prospective technologies for hydrogen production from fossil fuels". J.Hydrogen Energy 1989; 14(1):797-820.

(22)          Gaudermack B.; Lynum S. "Hydrogen production from natural gas without release of CO2 to the atmosphere". Proceedings of the Eleventh World Hydrogen Energy Conference, 511-23, Coco Beach, Florida, June 1996.

(23)          Steinberg, M. "The Hy-C process (thermal decomposition of natural gas) potentially the lowest cost source of hydrogen with the least CO2 emission". BNL 61364, Brookhaven National Laboratory, Upton, NY, December 1994.

(24)          Funk, J. 2001. "Thermochemical hydrogen production: past and present". Int. J.Huydrogen Energy 26, 185-190.

(25)          Hirsch, D; Epstein, M; Steinfeld, A. 2001. "The solar thermal decarbonization of natural gas." Int. J.Hydrogen Energy 26 (10), 1023-1033.

(26)          Gregg, D.W.; Aiman, W.R.; Otsuki, H.H.; Thorsness, C.B. 1979. "Solar coat gasification". Solar Energy 24, 313-321.

(27)          Müller, R.; von Zedtwitz, P; Wokaun, A.; Steinfeld, A. 2003. "Kinetic investigation on steam gasification of charcoal under direct high flux irradiation." Chem. Eng. Sci. 58, 5111-5119.

(28)          Von Zedtwitz, P; Steinfeld, A. 2003 "The solar thermal gasification of coal-energy  convection efficiency and CO2 mitigation potential." Energy-Int.J.28 (5), 441-456.

(29)          Fletcher, E.A.; Moen, R.L. 1977. "Hydrogen and oxygen from water". Science 197, 1050-1056.

(30)          Hori, M. et al, "Synergistic Production of Hydrogen using fossil fuels and nuclear energy. Application of nuclear-heated membrane reformer". OECD/NEA second information exchange meeting on nuclear production of hydrogen, October 2-3, 2003, Argonne.

(31)          www.cslforum (Carbon Sequestration Leadership Forum).

(32)          www.fe.doe.gov/programs/sequestratoin (Dpt.of Energy, USA).

(33)          Sequestration.mit.edu/pdf/csi_i_agenda.pdf (Massachussets Institutute of Technology).

(34)          Steinberg, M.; Cheng, HC.; Horn, F. "A system study for removal, recovery and disposal of CO2 from fossil fuel power plants in the U.S. "BNL 35666 Brookhaven National Laboratory, Upton, NY, May 1984.

(35)          Herzog, H.; Drake, E.; Adams, E. "CO2 capture, reuse and storage technologies for mitigating global climate change -a white paper". Final Report. Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA. January 1997.

(36)          Horn, FL.; Steinberg, M. "Carbon dioxide power plant for total emissions control and enhanced oil recovery". BNL 30046, Brookhaven National Laboratory, Upton, NY, August 1981 and BNL 51597 September 1982.

(37)          Lackner, KS.; Batt, EP "Carbon dioxide disposal in mineral carbonate." Proceedings of the third international conference on carbon dioxide removal" ICCDR-3 Cambridge, MA. 1996.

(38)          Bergman, PD.; Winter, EM. "Disposal of CO2, in deep saline aquifers in the U.S". U.S./Japan. Joint Technical Workshops, U.S. Department of Energy, State College, PA. September 30-October 2, 1996.

(39)          Beatti, WH.; Berjoan, R.; Coutures, JP. "High-temperature solar pyrolysis of coal". Solar Energy 1983; 31:137-43.

(40)          Steinfeld, A.; Kirillov, V; Kuvshinov, G; Mogilnykh, Y.; Reller, A. "Production of filamentous carbon and hydrogen by solar thermal catalytic cracking of methane". Chem. Eng.Sci. 1997;52820:3599-603.

(41)          Meier, A; Kirillov, V; Kuvshinov, G; Mogilnykh, Y.; Reller, A.; Stenfeld, A.; Widenkaff, A. "Solar thermal decomposition of hydrocarbons and carbon monoxide for the production of catalytic filamentous carbon." Chem. Eng.Sci. 1999;54:3341-8.

(42)          Muradov, N. "Thermo catalytic. CO2-free production of hydrogen from hydrocarbon fuels". Proceedings of the 2000 US DOE Hydrogen Program Review, May 9-11, 2000. San Ramon, CA, November 2000, NREL/CP-570-28890.

(43)          Beattie, W.H.; Berjoan, R; Coutures, JP. 1983. "High-temperature solar pyrolisis of coal". Solar Energy 31 (2), 137-143.

(44)          Steinberg, M; 1999. "Fossil fuel decarbonisation technology for mitigating global warming". Int.J.Hydrogen Energy 24, 771-777.

(45)          Richardson, J.T.; Paripatyadar, S.A., 1990. "Carbon dioxide reforming of methane with supported rhodium". Appl. Catal. 61, 293-309.

(46)          Ruthven, D.; Faroq, S.;Knaebel, K.S. 1993. "Pressure Swing Adsorption". John Wiley & Sons, New York.

(47)          I.Yasuda, et al. "Development of membrane reformer for hydrogen production from natural gas." 14th World Hydrogen Energy Conference, June 9-13, 2002, Montreal.

(48)          Treviño, M. ELCOGAS. "Gasificación Integral de Carbón con Ciclo Combinado". (Club Español de la Energía, Madrid 2002).

(49)          www.fuelcell-info.com (American Hydrogen Association)

(50)          www.ballard.com

(51)          www.appice.com

(52)          Leon, P.T.; Martínez-Val, J.M.: "Tecnología de la combustión y vectores energéticos", Cap. XIX en "La energía en sus calves", J.M.Martínez-Val, Editor, Fundación Iberdrola (2004).

(53)          Fernández Beites, L. "Generación eléctrica para el siglo XXI", Cap.XX en "La energía en sus calves", J.M.Martínez-Val, Editor, Fundación Iberdrola (2004).

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