Depósitos a presión de hidrógeno y otros métodos de almacenamiento

El hidrógeno se puede almacenar en estado gaseoso o líquido, así como en forma químicamente ligada durante largos períodos de tiempo. La selección de recipientes a presión de hidrógeno y otros métodos de almacenamiento depende de los requisitos móviles o estacionarios, la estabilidad de los materiales utilizados, la cantidad de hidrógeno a almacenar y los aspectos de seguridad.

En condiciones ambientales, el hidrógeno es gaseoso. Es el elemento más ligero de la tabla periódica y tiene una densidad de energía volumétrica muy baja. Por lo tanto, a pesar de todas las ventajas de los métodos de almacenamiento de hidrógeno convencionales y alternativos, también existen muchos retos. El tipo de almacenamiento óptimo del hidrógeno siempre depende del uso específico.

Para almacenar hidrógeno gaseoso en un volumen limitado, debe estar muy comprimido. El hidrógeno gaseoso es muy difícil de contener; puede escapar a través de las fugas más pequeñas. A una presión muy reducida, se puede almacenar en su forma licuada; sin embargo, solo a una temperatura de -253 °C, lo que requiere un enfriamiento constante.

CGH2 - Almacenamiento como gas comprimido

Hidrógeno gaseoso (CGH2: hidrógeno comprimido) se comprime y almacena en tanques a presión de hidrógeno que tienen que poder soportar una presión muy alta. Este método de almacenamiento es ideal para el almacenamiento estacionario, por ejemplo, en aplicaciones móviles para automóviles y vehículos comerciales. El almacenamiento de gas comprimido a 700 bar es la solución más avanzada hasta la fecha.

LH2 – Almacenamiento como hidrógeno líquido

El hidrógeno también se puede almacenar en estado líquido a una densidad mucho más alta y a -253 °C (LH2: hidrógeno líquido). Como este método de almacenamiento es más económico para grandes cantidades de gas, se utiliza para el transporte fuera de la red a largas distancias, por ejemplo, el transporte en camiones cisterna, barcas cisterna o vagones cisterna de ferrocarril. La desventaja es que el hidrógeno líquido puede evaporarse mediante el calentamiento (lo que se denomina evaporación) y, por lo tanto, necesita un enfriamiento constante.

Para utilizar una forma alternativa de abordar los desafíos de mantener la presión o la temperatura, se utilizan los denominados portadores de hidrógeno. A medida que se forma el almacenamiento de hidrógeno, utilizan tecnologías basadas en la unión física o química del hidrógeno a otra sustancia.

Almacenamiento por absorción en hidruros metálicos

El hidrógeno puede formar un compuesto químico con un metal o una aleación, el llamado hidruro metálico, que permite el almacenamiento en estado sólido: Cuando el hidrógeno entra en contacto con la superficie del material de almacenamiento, las moléculas de hidrógeno se descomponen en hidrógeno atómico y penetran en el material. Sin embargo, esto tiene la desventaja de que el peso del material de almacenamiento es relativamente alto en comparación con el hidrógeno absorbido.

LOHC - Portador de hidrógeno orgánico líquido

Los portadores de hidrógeno orgánico líquido (LOHC) almacenan hidrógeno en un medio portador líquido-orgánico. Durante este proceso, el hidrógeno se convierte en otra sustancia mediante enlaces químicos, lo que permite el almacenamiento sin presión y el transporte de grandes cantidades incluso a temperatura ambiente. Al invertir la reacción química, el hidrógeno se libera del portador.

Los ejemplos de sistemas LOHC incluyen la hidrogenación de sustancias orgánicas, la formación de alcoholes con monóxido de carbono, el acoplamiento con aceites o incluso el uso de amoniaco como sustancia portadora de hidrógeno.

Cada forma de almacenar hidrógeno tiene su lugar, ya sea gaseoso, líquido, estacionario, móvil o en un medio portador sólido. La aplicación específica dicta la tecnología de almacenamiento que se utilizará, por lo que se deben abordar los siguientes retos:

• Debe tenerse en cuenta la eficiencia global de la cadena de conversión de energía (energía eléctrica en hidrógeno a energía eléctrica).
• Debe tenerse en cuenta una alta inflamabilidad o un amplio rango de inflamabilidad.
• El almacenamiento de grandes cantidades constituye un reto debido al gran volumen de almacenamiento necesario, especialmente en vehículos.
• El hidrógeno puede escapar fácilmente a través de una fuga.
• Es necesario un enfriamiento constante al almacenar hidrógeno líquido.

Ya sea como operador de redes de gas, instalaciones de almacenamiento de gas o instalaciones de almacenamiento intermedio o como distribuidor de gas, le apoyamos en todos los retos relacionados con el almacenamiento de hidrógeno. Le ayudaremos con la readaptación rentable de sus instalaciones existentes, así como con la planificación y construcción de nuevas instalaciones.

• Pruebas de idoneidad de las instalaciones de almacenamiento existentes para comprobar su compatibilidad con el hidrógeno
• Soporte en el desarrollo de conceptos para nuevos modelos de negocio, estudios de rentabilidad, selección de tecnologías adecuadas y ubicaciones adecuadas, así como capacitación del personal
• Supervisión de la construcción (construcción e instalación) de instalaciones de almacenamiento de hidrógeno
• Test de aceptación
• Aprobación de plantas de generación de energía a gas
• Evaluaciones de conformidad para instalaciones de almacenamiento de hidrógeno
• Prueba de rendimiento en el lugar de instalación para garantías de eficiencia y garantías de tasa de utilización
• Análisis de riesgos según HAZOP/ROGA, y elaboración de conceptos de seguridad, planes de respuesta a incidentes, planes de respuesta a emergencias y planes de prevención de peligros para cantidades de almacenamiento de 5 toneladas o más