Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Taula de Treball de l’HidrogenICAEN. 26 de Maig del 2020
Pròleg
Per què l’hidrogen?
Oportunitats per a Catalunya?
Grups de treball
Objectius, Organització i Funcionament
3
5
8
11
12
Del francès hydrogène, terme encunyat per Louis Bernard Guyton de Morveau, a partir dels termes
grecs ὕδωρ (hýdōr, «aigua») i γεννάω (gennáō, «generar»), és a dir«generador d'aigua», segle XIX.
Etimologia
Descarbonitzarel país
Generar riquesa iconeixement
Reforçar el nostre teixit
industrial
Aprofitar elsrecursos locals
renovables
H2 – Què ens permet?
ABUNDANT 75% de l’univers
EFICIENT Conversió directa d’energia química a elèctrica
NET 2H2(g) + O2(g) → 𝟐𝟐𝐇𝐇𝟐𝟐𝐎𝐎(𝐠𝐠) + Energia
EMMAGATZEMABLE Gas o líquid
TRANSPORTABLE Gas o líquid
BateriaCarbó
GasolinaHidrogen
ALTA DENSITAT ENERGÈTICA
(per kg)
Avantatges
Desavantatges
NO EXISTEIX PER SI SOL S’ha de generar
ALTA DIFUSSIVITAT Requereix materials avançats
BAIXA DENSITAT ENERGÈTICA - EN ESTAT GASÒS -
(per m3)Ara bé, la liquefacció
incrementa la densitat (x 800)
14 cops més lleuger que l’aire
AMPLI RANG D'INFLAMABILITAT 4 vol% - 77 vol%
Gràcies als materials actuals, i a la seva alta volatilitat, l’H2 és tan segur o més què els combustibles líquids
En una societat cada cop més electrificada, l’hidrogen és el vector energètic que ens aportarà flexibilitat i ens
permetrà integrar la generació elèctrica renovable amb elssectors consumidors d’energia
“Sector Coupling”
Usos Actuals i Futurs de l’H2
Font: Path to hydrogen competitiveness - A cost perspective 20 January 2020. Hydrogen Council
ENERGIA PRIMÀRIA
ENERGIA SECUNDÀRIA CONVERSIÓ PRODUCTE
INTERMIGPRODUCTE
FINAL
Solar, EòlicaElectricitat
Electròlisis
Algues Conversió bioquímica
Biomassa
BiometàBiogàs (EDAR,
abocadors, etc.)Etanol
Olis vegetalsResidus
Municipals
CONVERSIÓ TERMOQUÍMICA
Syngas
Gas Natural
SMR (steam-
methane-reforming)
PetroliPOX
(Partial oxidation)
CarbóATR
(AutothermalReforming)
Source: Shell Hydrogen Study: Energy Of The Future?
HIDROGEN GRIS
• Reformació (SMR) de gas natural
• 95 % de l’H2 actual• El més barat ≈ €1.5/kg
• Els drets d’emissions de CO2(ETS) incrementaran els costos
de producció amb SMR
HIDROGEN BLAU
• Reformació de gas natural ambcaptura de CO2 (CCS)
• Preus estimats de la captura: de de 0.10 €/kg H2 (ATR) a 0.30
€/kg H2 (SMR)• L’H2 blau és més car que el gris,
però es van aproximant• S’espera un paper important a Europa fins al 2030, sobretot als
paisos amb access a GN
HIDROGEN VERD
• Electròlisis de l’aigua amb energies renovables o SMR de
biogàs• Preus actuals: de 4 a 6 €/kg H2.
S’espera que al 2030 es reduiran fins un ≈60%
GN H2
Electricitatrenovable
SMR
Avui 2030
Tipus d’H2
GN H2
SMR CCS
CO2
Preus electrolitzadors
Preus energia renovable
H2
Al 2030Capex – reducció del 60%Eficiència – del 65% al 70% Altres – Reducció costos manteniment Energia Eòlica (offshore) – LCOE ≈ 33$/MWh
Font: Path to hydrogen competitiveness - A cost perspective 20 January 2020. Hydrogen Council
Costos Generació Hidrogen Verd amb Eòlica “Offshore”Tecnologia Electròlisis – Projecció preus per al 2030 –
Preus Hidrogen verd vs Dièsel a Espanya
1 kg d’ hidrogen 3,35 l de Dièsel
H2
CATHODE
ELECTROLYTE
ANODE
e-
6,7 l de Dièsel
Pila Combustible
A Espanya Sense Impostos Impostos Total1 litre dièsel 0,435 € 0,550 € 0,985 €
A Espanya Sense Impostos Impostos Total1 kg Hidrogen 2,91 € ? ?
Equival en MJ 2 x Eficiència
x 6,7
≈(1,00) €/kg per a la compressió, transport i subministrament
≈ 2 €/kgFont: Hydrogen Station Compression, Storage, and Dispensing Technical Status and Costs. NREL
https://www.dieselogasolina.com/precio-de-los-carburantes-con-y-sin-impuestos-en-europa.html
de generació
Preus Hidrogen verd vs Gasolina Sense Plom 95 a Espanya
1 kg d’ hidrogen 3,78 l de Gasolina
H2
CATHODE
ELECTROLYTE
ANODE
e-
7,56 l de Gasolina
Pila Combustible
A Espanya Sense Impostos Impostos Total1 litre gasolina sense plom 95 0,419 € 0,660 € 1,079 €
A Espanya Sense Impostos Impostos Total1 kg Hidrogen 3,16 € ? ?
Equival en MJ 2 x Eficiència
x 7,56
≈(1,15) €/kg per a la compressió, transport i subministrament
≈ 2 €/kgFont: Hydrogen Station Compression, Storage, and Dispensing Technical Status and Costs. NREL
https://www.dieselogasolina.com/precio-de-los-carburantes-con-y-sin-impuestos-en-europa.html
Catalunya podria convertir-se en el hub de l’hidrogen o el "H2 Valley" del Mediterrani,
esdevenint punt d’interconnexió entre el nord i el sud d’Europa
DESCARBONITZACIÓ
Grups de Treball
MOBILITAT
Transport, Distribució iSubministrament
(hidrogeneres)
Sector Residencial
Sector Industrial
Particulars, flotes, ferrocarril, marítim,
aeri
GENERACIÓH2 RENOVABLE
Integració amb energies renovables
(solar i eòlica)
Fonts biogèniques (biomassa)
INFRASTRUCTURA I SUBMINISTRAMENT
Cadena de valorUsos
Durada Màxima 4 mesos
Lideratge Taula: ICAENGrups: Dinamitzador voluntari
Entregables:o Identificar problemes i barreres i plantejar solucions concretes.o Identificar projectes prioritaris en els àmbits de: (1) R+D+I; (2)
Desenvolupament Industrial; (3) Millora Normativa; (4) ProjecteDemostratiu, (5) altres.
o Escollir-ne un per grup i desenvolupar-lo, o bé definir les característiques bàsiques pel seu desenvolupament.
Funcionament o Reunions periòdiques (a definir)o Treball telemàtic i/o presencial a l’ICAENo L’ICAEN facilitarà l’accès a la informació a cada grup i facilitarà
la comunicació entre grups per a crear sinergies i evitar duplicitat de feïna.
DESCARBONITZACIÓ MOBILITATGENERACIÓH2 RENOVABLE
INFRASTRUCTURA I SUBMINISTRAMENT
Objectius Evaluar la capacitat de generació d’H2 renovable a Catalunya Incrementar R+D Posicionar la
Indústria
A Descobrir Tipus Generació Energies Primàries Regions Capacitats de
Generació Global
Punts de Partidao Prospectiva energètica horitzó 2050 a Catalunya o Fonts biògeniques: Biomassa, EDARS, abocadors, MSW.o Distribució de recursos al territori: per comarques.o Indústria de béns i equips a Catalunya que pugui desenvolupar sistemes
de generació d’hidrogen (electrolitzadors, reformadors, ceràmica, polímers, etc)
GEN CentralitzadaFonts Biogèniques
Electròlisi amb Renovables GEN Distribuïda
Recursos a Catalunya
Grup Generació H2 Renovable
Xarxa Hidrogeneres Transport d’hidrogen
Recursos a Catalunya
Objectius Determinar com fer arribar l’H2 renovable per a la mobilitat i per l’ús industrial
Incrementar R+D
Posicionar la Indústria
A Descobrir
Zones prioritàries: emissions altes (CO2, gasos contaminants) i origen
Infrastructura existent per a transportar
hidrogen
Nova infrastructura
requerida
Punts de Partidao Densitats industrialso Mapa emissionso Flotes de vehicles públics i privats o Normativa vigent emissionso Infrastructura xarxa gas natural (transport i distribució)o Transport per ferrocarril i carretera
Grup Infrastructura i Subministrament
Distribució població Xarxa de gas natural (p2g)
ÚS MOBILITAT ÚS INDUSTRIAL
Mercat emissions de CO2Residencial
Grup Descarbonització
ObjectiusEsbrinar el potencial de descarbonització que té l’H2 a Catalunya
Incrementar R+D Posicionar la Indústria
A DescobrirProcesos Industrials no-electrificables
Àmbits residencials no-electrificables
Punts de Partidao Prospectiva energètica horitzó 2050 a Catalunyao Objectius petjada de carboni a Catalunya i Espanya.o Tipus d’industria i distribució a Catalunyao Emissions de CO2 per sector econòmico Indústria de béns i equips a Catalunya que pugui desenvolupar sistemes
d’utilització d’hidrogen (calderes, forns, motors, turbines, etc)
Industrial Xarxa de gas natural
Recursos a Catalunya
FerroviariTransport Pesat
Grup Mobilitat
Objectius Quin paper té l’hidrogen per a la mobilitat a Catalunya Incrementar R+D Posicionar la
Indústria
A Descobrir
Quina mobilitat NO és electrificable amb bateries
Què fa/farà la resta del món
Punts de Partidao Parc de vehicles privats i públicso Normativa vigent emissions vehicles per territorio Plans estratègics transport marítim, aeri i ferrocarrilso Indústria de béns i equips a Catalunya que pugui desenvolupar sistemes
d’utilització d’hidrogen (calderes, forns, motors, turbines, etc)
Transport Lleuger Ports i Aeroports
Recursos a Catalunya
La tasca és ingent.Però l’oportunitat i la necessitat d’establir unaeconomia justa, sostenible i decarbonitzada
relativitza i justificaqualsevol esforç, per molt gran que sembli al
principi