Calderas de hidrógeno

Calderas de hidrógeno, combinadas con gas natural.

Las calderas de gas natural con hidrógeno son un tipo de calderas que pueden funcionar con una mezcla de ambos gases, aprovechando las ventajas del hidrógeno como combustible limpio y renovable. Estas calderas se presentan como una solución para reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2) y otros gases contaminantes que generan las calderas convencionales de gas natural, contribuyendo así a la lucha contra el cambio climático.

El hidrógeno es un gas que se presenta como una alternativa sostenible y renovable al uso de combustibles fósiles para la producción de energía. El hidrógeno se puede obtener a partir del agua mediante un proceso llamado electrólisis, que consiste en separar el oxígeno y el hidrógeno mediante una corriente eléctrica. El hidrógeno así obtenido se puede almacenar y transportar para su uso posterior en diferentes aplicaciones, como la movilidad, la industria o la calefacción.

Tipos de calderas

Existen diferentes tipos de calderas de gas natural con hidrógeno según la proporción de la mezcla y la tecnología empleada:

• Calderas H2 Ready 20: son calderas que están preparadas para funcionar con una mezcla de hasta un 20% de hidrógeno y un 80% de gas natural. Estas calderas tienen el mismo rendimiento y dimensiones que las calderas convencionales de gas natural y pueden utilizar la misma red de distribución existente.
• Calderas H2 Ready 100: son calderas que pueden funcionar con gas natural, hidrógeno o una mezcla de ambos gases. Estas calderas tienen un rendimiento similar al de las calderas convencionales de gas natural y pueden adaptarse a los cambios en la proporción de la mezcla mediante un sistema electrónico inteligente.
• Calderas 100% Hidrógeno: son calderas que funcionan exclusivamente con hidrógeno puro. Estas calderas tienen un rendimiento similar al de las calderas convencionales de gas natural pero requieren una red específica para el suministro de hidrógeno.

Las calderas de gas natural con hidrógeno son una opción interesante para reducir el impacto ambiental de la calefacción doméstica, pero todavía tienen que superar algunos retos para ser competitivas y accesibles. Para ello, es necesario impulsar la producción y el suministro de hidrógeno verde (el que se produce con energías renovables) a través de las redes existentes de gas natural, así como mejorar la tecnología y la normativa de las calderas de gas natural con hidrógeno. De esta forma, se podrá aprovechar el potencial del hidrógeno como fuente de energía limpia e inagotable.

Calderas 100% Hidrógeno

Ventajas frente a las calderas de gas natural:

• Son más eficientes: el hidrógeno tiene un poder calorífico por cada kg de combustible tres veces superior al del gas natural, lo que significa que se necesita menos cantidad de combustible para producir la misma cantidad de calor.
• Son más seguras: el hidrógeno no es tóxico ni corrosivo, y tiene una menor densidad que el aire, lo que hace que se disperse rápidamente en caso de fuga. Además, el hidrógeno se puede detectar mediante sensores específicos que alertan en caso de escape.
• Son más limpias: al quemar el hidrógeno, solo se produce vapor de agua, lo que evita la emisión de gases contaminantes como el dióxido de carbono, el monóxido de carbono o los óxidos de nitrógeno.

Sin embargo, las calderas de hidrógeno también presentan algunos inconvenientes que hay que tener en cuenta:

• Son más caras: el coste de producción del hidrógeno es elevado, ya que se necesita mucha electricidad para realizar la electrólisis del agua. Según la Agencia Internacional de la Energía, el precio del hidrógeno verde (el que se produce con energías renovables) oscila entre 0,10 euros/kWh y 0,15 euros/kWh, mientras que el precio del gas natural ronda los 0,06 euros/kWh.
• Son más difíciles de almacenar y distribuir: el hidrógeno ocupa mucho espacio debido a su baja densidad, por lo que se necesita más capacidad de almacenamiento y tuberías más gruesas para transportarlo. Además, el hidrógeno puede reaccionar con algunos metales y causar su deterioro.
• Son más escasas: actualmente, las calderas de hidrógeno no están muy extendidas en el mercado, ya que todavía se encuentran en fase de desarrollo y prueba. Solo hay algunos fabricantes que ofrecen este tipo de calderas, como Vaillant.

¿Cómo se produce el hidrógeno?

Éste gas se puede producir de diferentes formas, pero la más común es mediante la electrólisis del agua, que consiste en aplicar una corriente eléctrica al agua para separar el hidrógeno y el oxígeno que la componen.
Otras formas de producir hidrógeno son a partir de combustibles fósiles, como el gas natural o el carbón, mediante procesos químicos que liberan el hidrógeno y generan dióxido de carbono como residuo. También se puede producir hidrógeno a partir de biomasa, como residuos orgánicos o algas, mediante procesos biológicos o termoquímicos.

Tipos de hidrógeno

Existen diferentes tipos de hidrógeno según su forma de producción y su impacto ambiental. Los principales tipos de hidrógeno son:

– Hidrógeno verde: se produce mediante la electrólisis del agua con electricidad renovable, sin emitir dióxido de carbono (CO2) ni otros gases contaminantes. Es el tipo de hidrógeno más sostenible y limpio, pero también el más caro y escaso actualmente.
– Hidrógeno azul: se produce a partir del gas natural mediante un proceso llamado reformado con vapor, que libera CO2 como residuo. Sin embargo, este CO2 se captura y se almacena o se utiliza industrialmente, reduciendo así las emisiones netas de carbono. Es el tipo de hidrógeno más extendido y económico, pero requiere de tecnologías de captura y almacenamiento de carbono.
– Hidrógeno gris: se produce también a partir del gas natural mediante el reformado con vapor, pero sin capturar el CO2 que se emite a la atmósfera. Es el tipo de hidrógeno más contaminante y menos sostenible, ya que contribuye al efecto invernadero.

Almacenamiento

Se puede almacenar de tres formas principales: en forma gaseosa, en forma líquida o en forma sólida.

Forma gaseosa se realiza en depósitos a alta presión, que pueden ser móviles o estacionarios, o en cavernas subterráneas.

Forma líquida se realiza en tanques criogénicos, que mantienen el hidrógeno a una temperatura muy baja (-253 ºC) para evitar su evaporación.

Forma sólida se realiza en materiales que pueden absorber y liberar el hidrógeno mediante procesos físicos o químicos, como los hidruros metálicos o los materiales porosos.

Distribución

Dependiendo de su estado y de la distancia a recorrer, se puede distribuir de diferentes maneras. El hidrógeno gaseoso se puede distribuir por tuberías, como el gas natural, o por camiones cisterna, como el gas licuado del petróleo. El hidrógeno líquido se puede distribuir por camiones cisterna criogénicos, como el oxígeno líquido. El hidrógeno sólido se puede distribuir por medios convencionales, como camiones o trenes. También se puede distribuir el hidrógeno en forma de compuestos que lo contienen, como el amoníaco o el metanol.