Avance de las soluciones de hidrógeno

Allanando el camino para un futuro energético más limpio y verde

ABSTRACTO: Está surgiendo el hidrógeno de bajas emisiones, en particular el hidrógeno verde producido mediante electrólisis como piedra angular de la transición global hacia las cero emisiones netas. Grandes proyectos como el Proyecto de Hidrógeno Verde NEOM de Arabia Saudita y el Proyecto de Hidrógeno Verde de Omán están liderando esta carga, con proyectos a gran escala Electrolyzer Instalaciones en aumento. Sin embargo, a medida que estos proyectos crecer, exigen transformadores eléctricos más grandes, que a su vez requieren estándares de seguridad mejorados para evitar incidentes catastróficos. Este artículo explora el papel crítico de los transformadores seguros y confiables en la economía del hidrógeno, enfatizando cómo los sistemas de seguridad avanzados, como el TRANSFORMER PROTECTOR™ ayudan a salvaguardar los sitios de producción de hidrógeno. Además, analizamos las complejidades y los retos a los que se enfrentan los proyectos de hidrógeno, desde los obstáculos normativos hasta los riesgos de seguridad, y cómo las rigurosas medidas de protección garantizan el cumplimiento y la estabilidad.

Existe un acuerdo generalizado de que el hidrógeno de bajas emisiones será crucial para alcanzar las cero emisiones netas. Entre las opciones, el hidrógeno verde, producido mediante electrólisis utilizando energía renovable como la solar o la eólica, ha ganado una importante adeptos. Sus aplicaciones potenciales son enormes, desde el almacenamiento de energía hasta el uso como combustible en diversos sectores.

Por ejemplo, en septiembre de 2023, H2FLY, con sede en Stuttgart, logró un hito importante con el primer vuelo pilotado del mundo de un avión eléctrico propulsado por hidrógeno que utiliza hidrógeno líquido. «Este logro marca un punto de inflexión en el uso del hidrógeno para propulsar aviones«, dijo el profesor Josef Kallo, cofundador de H2FLY.Junto con nuestros socios, hemos demostrado la viabilidad del hidrógeno líquido para respaldar el vuelo libre de emisiones de mediano y largo alcance…Ahora estamos mirando hacia adelante para ampliar nuestra tecnología para aviones regionales y otras aplicaciones, comenzando la misión crítica de descarbonizar la aviación comercial .» [2]

Europa ha liderado el camino en la investigación y el desarrollo del hidrógeno, especialmente en el patentamiento de tecnologías que apoyan las transiciones hacia las energías limpias.Según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), su informe de 2023, Patentes de hidrógeno para un futuro de energía limpia, destaca el liderazgo de la región en innovación de hidrógeno.Desde la última Revisión Mundial del Hidrógeno en septiembre de 2022, más de 3,8 GW de proyectos de electrolizadores han alcanzado decisiones finales de inversión (FID) o han comenzado la construcción.

Este crecimiento está impulsado en gran medida por el proyecto de hidrógeno verde NEOM en Arabia Saudita, que es el más grande de su tipo y está programado para estar operativo en 2026. En Omán, el Proyecto de Hidrógeno Verde logró recientemente el cierre financiero y se espera que produzca 100 kt de amoníaco por año, con planes de escalar a 3,5 GW de capacidad. Además, hay un cambio hacia plantas de electrolizadores a mayor escala, con un tamaño medio actual de alrededor de 12 MW, que se espera que crezca a cientos de MW e incluso a 1 GW para 2030. Para entonces, se prevé que los proyectos a escala de GW representen más del 75% de la capacidad anunciada.

A medida que los proyectos de electrolizadores escalan en tamaño y demandas de energía, también lo hacen los requisitos de transformadores eléctricos más grandes para respaldar estas instalaciones. Con el aumento de la capacidad, se vuelve esencial elevar los estándares de seguridad de los transformadores para evitar fallas catastróficas. De acuerdo con la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable de EE. UU., » La producción de hidrógeno a través de la electrólisis puede ofrecer oportunidades de sinergia con la generación de energía dinámica e intermitente«. Pero los desafíos asociados con la producción intensiva de energía subrayan la necesidad de una infraestructura eficiente y confiable. Estas instalaciones en crecimiento merecen los más altos estándares de seguridad para los transformadores, dados los riesgos potenciales que implica apoyar la producción de hidrógeno.

A pesar de estos avances, muchos proyectos de hidrógeno de bajas emisiones a gran escala todavía se enfrentan a importantes obstáculos. Según un informe de la AIE para la Conferencia Ministerial de Clima, Energía y Medio Ambiente del G7 de abril de 2023, solo el 4% de los proyectos anunciados han comenzado a construirse o han alcanzado el FID. Los principales obstáculos son la incertidumbre en la demanda futura, la insuficiente infraestructura para el suministro de hidrógeno y las ambigüedades normativas, que han ralentizado tanto la toma de decisiones como la inversión.

La complejidad del hidrógeno va más allá de la producción. Al ser un gas altamente inflamable y ligero, el hidrógeno presenta graves riesgos de seguridad. Se enciende más fácilmente que otros combustibles y sus llamas son invisibles, lo que complica la detección de incendios. Si una fuga de hidrógeno llega a un transformador, podría causar explosiones catastróficas con graves consecuencias para la seguridad humana, la estabilidad financiera y el medio ambiente. Además, tales incidentes desencadenarían investigaciones regulatorias, lo que probablemente resultaría en fuertes sanciones.

En Europa, regulaciones estrictas como la Directiva Seveso III (2012/18/UE) imponen altos estándares de seguridad para el manejo de materiales peligrosos como el hidrógeno. La directiva exige a las empresas que notifiquen a las autoridades locales, presenten informes de seguridad y desarrollen planes de respuesta a emergencias. También enfatiza que los operadores deben tomar todas las precauciones necesarias para prevenir accidentes industriales y mitigar sus impactos en las personas y el medio ambiente, aunque no prescribe las herramientas específicas necesarias para cumplir con estos estándares de seguridad.

Aquí es donde soluciones como el TRANSFORMER PROTECTOR™ (TP) son vitales. La integración de los sistemas TP desde la fase inicial del proyecto salvaguarda las flotas de transformadores contra explosiones e incendios. El sistema TP, desarrollado por Transformer Protector Corp., ha sido rigurosamente probado en laboratorios líderes, como MEDEF y EDF, y se ha demostrado que evita explosiones de transformadores causadas por fallas de baja impedancia.

Diseñado para mejorar la seguridad de la instalación eléctrica, el sistema TP funciona como un mecanismo de despresurización rápida, aislando el aceite del transformador durante incidentes para evitar fugas e incendios. Su integración puede ayudar a las instalaciones a evitar daños ambientales, proteger vidas humanas y minimizar las sanciones regulatorias.

Conclusión:

A medida que la economía del hidrógeno se amplía, la necesidad de normas de seguridad sólidas, en particular para los transformadores eléctricos que soportan grandes instalaciones de electrolizadores, se vuelve cada vez más importante. Proyectos como el Proyecto de Hidrógeno Verde NEOM de Arabia Saudí y las ambiciosas iniciativas de Omán señalan un futuro en el que el hidrógeno desempeña un papel clave en la descarbonización de sectores como la aviación y la industria pesada. Sin embargo, estos avances conllevan importantes desafíos regulatorios y de seguridad. Al integrar sistemas avanzados como el TRANSFORMER PROTECTOR™ las instalaciones de producción de hidrógeno pueden mitigar los riesgos asociados con las fallas de los transformadores, garantizando tanto el cumplimiento de las normas de seguridad como la sostenibilidad a largo plazo de las iniciativas de energía limpia. A medida que la industria crece, mantener un enfoque en la seguridad y la confiabilidad de la infraestructura será esencial para respaldar esta transición verde.