El cambio climático y el agotamiento de los recursos de gas natural cuestionan el futuro de este combustible. Un elemento de la respuesta actual se puede encontrar en el calentamiento con hidrógeno. ¡Este último ya se considera un componente clave de la transición energética y el objetivo de la neutralidad de carbono!
Para usarlo, se necesita un nuevo tipo de dispositivo de calefacción: la caldera de hidrógeno. ¿Como funciona? Cuáles son las ventajas ? ¡Descubrir!
Energía del hidrógeno: ¿qué es?
El hidrógeno, o más precisamente el dihidrógeno (H2), es un componente químico natural presente en abundancia en su estado natural, combinado con otros elementos. También es parte importante de muchos compuestos orgánicos, ya que se puede encontrar en el agua (H2O).
Hoy en día existen varios métodos para extraerlo y utilizarlo con fines domésticos e industriales. Sin embargo, sólo una de estas técnicas, a saber, laelectrólisis del agua, permite obtener el llamado hidrógeno verde. Se le da este nombre debido a laausencia de emisiones de CO2 que genera y por tanto su neutralidad para el clima.
Varias ventajas que hacen del hidrógeno un gas renovable, a diferencia del gas natural que es un combustible fósil. Su potencial en la transición energética es tanto mayor cuanto que puede ser utilizado para varios propósitos:
- Calefacción de casas o agua caliente sanitaria gracias al calor liberado durante la electrólisis.
- Genera electricidadutilizable para iluminación o pequeños electrodomésticos.
- Almacenar y restaurar energíacomo la electricidad producida por aerogeneradores.
información de IZI
Gracias al proceso “power-to-gas”, el hidrógeno es hoy convertido en gas inyectable en redes de distribución.
¿Cómo funciona una caldera de hidrógeno?
Para comprender el funcionamiento de las calderas de hidrógeno, es necesario distinguir entre dos usos de este combustible. De hecho, puede ser transformado y luego inyectado directamente en la red de gas, gracias a la proceso de energía a gas. Esto hace posible obtener un gas verde. También se puede inyectar en pequeñas cantidades directamente en los gasoductos.
la pila de combustible
La otra solución es la micro-CHP, que es de la que hablamos cuando usamos el término “caldera de hidrógeno”. Consiste en utilizar una pila de combustible para generar electrólisis y obtener hidrógeno verde:
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Luego, la caldera extrae su energía de un sistema mezcla de hidrogeno y gas natural.
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los luego la bateria sube de temperatura por efecto termodinámico. El hidrógeno se mezcla en este momento con el oxígeno del aire y la combustión del gas.
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El calor generado permite entonces calentar el agua en el circuito de calefacción. Además, la electrólisis también produce electricidad que se puede utilizar para la casa.
Si este sistema aún no está muy extendido en Francia y Europa, es muy popular y muy utilizado en Japón. Este tipo de instalación se parece más a una mini central eléctricaya que la electrólisis produce electricidad, cuyo calor se utiliza para alimentar el sistema de calefacción.
La caldera 100% hidrógeno
Finalmente, el hidrógeno se puede utilizar entonces solo, es decir al 100%, lo que requiere una caldera cuyo funcionamiento difiere del de los calentadores de gas o de fuel-oil.
Estos son, por el momento, todavía en juicio en Francia y se están estudiando varias vías. La empresa BDR Thermea está probando uno de ellos, desde principios de 2021. Este sistema de calefacción también requiere un almacenamiento de hidrógeno cercano.
Las calderas de condensación a gas pueden utilizar hidrógeno
Como parte de la transición energética y el deseo de reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero, varios proveedores de gas han ya empezaron a inyectar hidrógeno en sus redes.
De hecho, esta técnica permite reducir las emisiones de CO2, incluso con un suministro de hidrógeno relativamente bajo. Por eso este combustible es hoy 10% presente en la red de gas. Esta tasa debe alcanzar el 20% para 2030.
Las infraestructuras actuales, con algunas pequeñas modificaciones, están adaptadas para soportar esta mezcla de gas natural e hidrógeno. Pero, ¿y tu caldera?
Los modelos recientes de gas de condensación son totalmente compatibles con la mezcla actual de hidrógeno al 10 %. Sin embargo, ante el aumento previsto para 2030, varios fabricantes ya están adaptando sus modelos para una cantidad de hidrógeno al 20%incluso el 30%!
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Las ventajas y desventajas de calentar con hidrógeno.
Las calderas de hidrógeno tienen muchas ventajas en la lucha por la descarbonización y alcanzar los objetivos marcados por la COP21. Sobre todo porque la pila de combustible permite abastecer las viviendas individualmente, tanto de electricidad como de calefaccion ! Si bien algunas de las muchas técnicas de explotación de hidrógeno no son completamente neutras en carbono, sí reducen las emisiones de CO2.
Como combustible de uso doméstico, el principal inconveniente del hidrógeno es la riesgo asociado con su almacenamiento y uso. De hecho, su manejo debe hacerse con cuidado, al igual que el gas natural. Por lo tanto, se deben establecer normas y reglamentos antes de que la caldera de hidrógeno pueda utilizarse a gran escala en Francia.
Puntos fuertes
- El hidrógeno verde es respetuoso con el clima y sostenible.
- El uso de hidrógeno en “power-to-gas” es muy bajo en CO2.
- La caldera de pila de combustible proporciona electricidad y calefacción.
- La eficiencia de la chimenea es tan alta como una caldera de gas THPE.
- Las calderas de condensación son adecuadas para recibir hidrógeno.
Puntos débiles
- Coste de compra de calderas de batería muy caro en estos momentos (entre 15.000 y 25.000 €).
- Se deben establecer regulaciones para la venta a gran escala.
- Requiere conexión a la red de gas natural.
Si la caldera de pila de combustible es actualmente muy rara en Francia, ya está particularmente desarrollada. Ampliamente utilizado en Japón, este sistema de calefacción ahora es prometedor, y las celdas de combustible también se utilizan en la industria automotriz. Las numerosas pruebas de calderas de hidrógeno prometen ahora, y en un futuro próximo, desarrollos decisivos para la industria de la calefacción !
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