EL EL ITCITC impulsa el I+D en la integración de las energías renovables y las tecnologías del impulsa el I+D en la integración de las energías renovables y las tecnologías del hidrógeno, en Canariashidrógeno, en Canarias

Vector EnergéticoVector Energético

El hidrógeno como vector energético permitirá aumentar la participación de las energías renovables en el mixenergético de Canarias, reduciendo así su dependencia del petróleo en el sector del transporte.

EL HIDROGENO: El Combustible del Futuro

Biomasa

Hidro

C bó

Nuclear

El hidrógeno es un portador de energía, no es un recurso energético.

ggEs el elemento más ligero y abundante de la naturalezaRara vez se encuentra puro en estado natural, y la mayor parte de las veces unido al oxígeno formando agua,y al carbono en los hidrocarburos (moléculas muy estables)Se requiere un importante aporte energético para extraerlo en una forma energéticamente aprovechableSe trata de un vector energético, una forma secundaria de energía que se debe transformar a partir de otrasfuentes primarias

Eólica

Solar

Geotérmica

Carbón

Petróleo

ElectrólisisSteam reforming

Objetivo de la actividad del ITC: demostrar la viabilidad técnica y económica de unsistema de transporte, que a través de tecnologías asociadas a la producción y uso delhidrógeno, permita aprovechar los recursos energéticos renovables de Canarias, para laproducción de hidrógeno, para su posterior utilización como combustible de automoción.

H2H2

Steam reforming

A partir de una fuente primaria de energía

El objetivo fundamental es la utilización de hidrógeno producido con energías renovables, con el fin de:Disminuir las barreras existentes al aprovechamiento del potencial eólico y solar en las islas.Superar las restricciones a la producción eléctrica con energías renovables, que suponen las pequeñas ydébiles redes insulares, utilizando sistemas de producción de hidrógeno para el almacenamiento de losexcedentes de energía eólica y solar, y su posterior utilización como combustible de automoción.P i l d l í bl l i é i d l hi iél l fi d

Gas Natural

Actualmente el 95 % del H2se produce a partir decombustibles fósiles

Potenciar el uso de las energías renovables en el mix energético de los tres archipiélagos, con el fin dereducir las emisiones de CO2, SO2 y NOx.Garantizar el abastecimiento de combustible, reduciendo la dependencia del petróleo, en el sector deltransporteProducción descentralizada de combustible de automoción, y a precios competitivos, una vez incluidas lasexternalidades.

combustibles fósiles

• Las pequeñas y débiles redes insulares limitan el aprovechamiento de las energías renovables, intermitentes y variables.• Estamos cerca de los máximos niveles de penetración permitida, lo que dificulta la instalación de nuevos parques eólicos

conectados a red.• Es preciso contar con sistemas de almacenamiento masivo de energía, que permita la expansión del aprovechamiento de

las energías renovables.

EL HIDROGENO Y LAS ENERGIAS RENOVABLES

Las EERRse pueden utilizar como fuente primaria de energía para la producción de la electricidad necesaria para la descomposición de la molécula de agua a través de un proceso de electrólisis. De esta formala producción de hidrógeno se efectúa de forma totalmente limpia sin ninguna emisión de gases contaminantes. En el posterior proceso que ocurre en el vehículo, donde este hidrógeno se utiliza comocombustible de automoción, la única emisión que tenemos es la de vapor de agua. Por lo cual un sistema de transporte basado en este combustible es totalmente respetuoso con el medio ambiente.

g• El hidrógeno producido a partir de energía EERR, para su posterior utilización en aplicaciones estacionarias o de

transportes, permite adaptar la generación a las necesidades y estado de la red.

Electrolizador

HIDROGENO COMO COMBUSTIBLE DE AUTOMOCIONCon una potencia eólica instalada en Canarias de 1.025 MW (objetivo PECAN2006 para 2015), si se emplearan las horas de la noche que van desde las 0 h alas 6 h para producir hidrógeno, se obtendría suficiente combustible para

0 ºC, 1 atm1.000 litros

1 NM³H2

89 9 d H

4,5 kWh/Nm3H2 *

ElectricidadElectrolizador

las 6 h para producir hidrógeno, se obtendría suficiente combustible paraabastecer a 600 guaguas de transporte público. = 3.00 kWh

Energía Térmica350 atm

89.9 g de H2

89.9 g de H2

2,9 litros

PILA DE COMBUSTIBLEUna pila de combustible es un dispositivo que permite la conversión directa en energía eléctrica de una reacción química de oxidación-reducción.Su funcionamiento se basa en un proceso inverso al de la electrólisis: hidrógeno y oxígeno se combinan para formar agua con producción deenergía eléctrica desprendimiento de calor

H2O

* Nm³H2 = Normal metrocúbico de hidrógeno (H2en condicionesnormales de 0ºC y 1 atm

Pila de Combustible1,50 kWhEléctrica

energía eléctrica y desprendimiento de calor.

En una célula de combustible PEM se producen dosreacciones simultáneamente: una oxidación (pérdidade electrones) en el ánodo

y una reducción (ganancia de electrones) en el cátodo

Estas dos reacciones llevan a cabo una reacción de

Reducción: O2+ 4e-+ 4H+ H2O

Oxidación: 2 H2 4H+ + 4e-H2O

Pila de Combustible

1,50 kWhCalor

η = 50 %Reacción total: 2H2 + O2 2H2OEstas dos reacciones llevan a cabo una reacción deoxidación-reducción (redox) total que permite laformación de agua a partir de hidrógeno y oxígeno enestado gaseoso.

MOTOR DE COMBUSTION INTERNAEl H2 puede ser quemado en motores de combustión interna de gasolina tradicionales ligeramente modificados, pero adaptados a las

i d d d l b tió d l Hpropiedades de la combustión del H2.

Se produce una oxidación rápida o combustión del combustible y aire en un espacio confinado. La reacciónexotérmica del combustible con el oxidante genera gases a alta temperatura y presión, a los que se les permiteexpandirse para producir trabajo.

Es una apuesta menos arriesgada que la pila de combustible, porque parte de una tecnología que lleva utilizándose alrededor de 100 años, y

El uso de hidrógeno como combustible limpio en la automoción permitirá sustituir a los combustibles fósiles, reduciendo así la dependencia del petróleo enel sector del transporte en Canarias.

Es una apuesta menos arriesgada que la pila de combustible, porque parte de una tecnología que lleva utilizándose alrededor de 100 años, ypermite un cambio gradual hacia el nuevo combustible hidrógeno.

En 1874 Julio Verne, cien años antes que empezasen lasinvestigaciones modernas con hidrógeno, escribió en “Laisla misteriosa”, en la cual profetizaba en boca del ingenieroCyrus Harding:“creo que algún día se utilizará el agua como combustible.creo que algún día se utilizará el agua como combustible.Que el hidrógeno y el oxígeno que la componen, ya seanjuntos o separados, proporcionarán una fuente inagotablede luz y calor, de una intensidad de la cual el carbón no escapaz. El agua será el carbón del futuro”.