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EL HIDROGENO VERDE ALBORNOZ ARRATEA JUAN JOSUE ALVA ACCOSTUPA SEBASTIAN ALONSO CASTILLO HONORIO FABIO ALONSO CERNA MONTALVAN JOSE LUIS LLOCLLE BELITO JOSE LUIS PAUCAR CCORIMANYA DIEGO ARMANDO RIVERA ANTONIO CRISTIAN TITO

1.

SOBRE EL HIDROGENO VERDE

Las últimas estimaciones de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), publicadas a finales de 2019, prevén un aumento de la demanda energética global de entre El hidrógeno renovable, también conocido como hidrógeno verde, es el producido por electrólisis del agua a partir de electricidad proveniente de fuentes renovables. Este proceso no emite CO2 y transforma el agua en moléculas de gases de hidrógeno y oxígeno, usando electricidad producida por fuentes renovables. un 25 y un 30 % hasta 2040, lo que en una economía dependiente del carbón y el petróleo significaría más CO2 y el agravamiento del cambio climático. Sin embargo, la descarbonización del planeta nos propone un mundo distinto para 2050: más accesible, eficiente y sostenible, e impulsado por energías limpias como el hidrógeno verde. (Iberdrola, 2020) Existen muchas formas de producir hidrógeno y, además, diversos tipos de hidrógeno en función de las fuentes y métodos de producción utilizados para su generación. El hidrógeno (H2) es considerada una de las energías más prometedora para el futuro próximo debido a que su combustión no resulta contaminante. El hidrógeno, cuando se combina con el oxígeno del aire, libera energía generando solamente vapor de agua como producto de la combustión. Puede almacenarse como gas a presión y como líquido o distribuirse a través de las ya existentes infraestructuras gasistas. El hidrógeno prácticamente no se encuentra en estado libre en la Tierra, por lo que no es una energía primaria. Sin embargo, puede producirse a partir de distintos precursores mediante procesos químicos o bioquímicos. Podemos distinguir, por ejemplo, el denominado hidrógeno gris que se genera a partir del reformado de vapor de gas natural sin captura de CO2. Y el hidrógeno azul, que se produce a partir del mismo reformado, pero siguiendo un proceso de captura de ese CO2, de tal forma que se considera de baja emisión de carbono. No obstante, ninguna de las dos tipologías señaladas puede ser considerada como gas renovable.

Todos estos gases pueden ser depurados, enriquecidos o transformados en un gas rico en CH4, con composición similar a la del gas natural y, por tanto, susceptibles de ser inyectados y transportados a través de la red de distribución gasista. (Union Fenosa Gas, 2020).

En los últimos años, el hidrógeno ha sido objeto de estudios, puesto que este ha demostrado tener buenas propiedades físicas y químicas como un combustible sintético capaz de poder reemplazar otros tipos de fuentes combustibles. Rifkin (2000) en su obra, “The Hidrogen Economy”, señala que la infrestructura global creada para explotar los combustibles fósiles está envejeciendo y amenaza a desmoronarse, por lo que aumente la posibilidad de que dicha infraestructura no aguante por mucho tiempo; en consecuencia, el hidrógeno reemplazará este y se convertirá en la próxima gran revolucion. Jimenéz Saez (2020) define al hidrógeno verde como el H2 producido a partir de fuentes renovable libres de carbono, además usando procesos de almacenamiento y transporte igualmente limpios para de este modo llevar a cabo un ciclo de vida del hidrógeno completamente libre de carbono. Esta definición nos da una idea de la gran relevancia que tiene el hidrogeno verde actualmente, pues la cantidad de CO2 emitida por parte de las industrias a nivel mundial es preocupante y nos motiva a buscar un reemplazo a los combustibles fósiles.

Figura 1: Grafico de la emisión de CO2 por industrias. IPCC (2014) La idea del hidrogeno verde es de producir combustibles de manera limpia y que no emita grandes cantidades de CO2 o cualquier tipo de gas de efecto invernadero. Además, también se busca que este se emplee en la mayor parte del sector industrial a nivel mundial con el fin de contrarrestar el aumento de la contaminación ambiental.

CARACTERISITICAS DEL HIDROGENO VERDE: 

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Capacidad para almacenar el excedente generado por energías renovables; podría ser clave para garantizar el suministro energético en un contexto de mayor participación en la generación eléctrica de las renovables convencionales. Posibilidad de transformación en varias formas de energía, como electricidad, gas sintético o calor; todo esto se traduce en múltiples aplicaciones para la industria o la movilidad. Utilización en sectores clave que no tienen opciones obvias de descarbonización, como por ejemplo la industria intensiva en procesos con altas temperaturas y el transporte de mercancías.

VENTAJAS:  

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100 % sostenible: el hidrógeno verde no emite gases contaminantes ni durante la combustión ni durante el proceso de producción. Almacenable: el hidrógeno es fácil de almacenar, lo que permite su utilización posterior en otros usos y en momentos distintos al de su producción. Versátil: el hidrógeno puede transformarse en electricidad o combustibles sintéticos y utilizarse con fines domésticos, comerciales, industriales o de movilidad.

POTENCIAL: El hidrógeno, que no puede encontrarse en su forma pura en la naturaleza y necesita ser procesado, es un medio eficiente para almacenar energía. Sin embargo, su valioso potencial como vector energético no ha sido explotado hasta ahora y hoy en día su función es sólo la de una materia prima industrial con una huella de carbono deficiente. En el futuro, al producir hidrógeno con energía renovable (hidrógeno verde) podemos cambiar su destino, utilizándolo no sólo como una materia prima libre de carbono para ayudar a las industrias química y a la de refinado de petróleo a reducir su huella de carbono, sino también en una variedad de nuevas aplicaciones, que permitirán la transición energética y la descarbonización de la economía. Por ejemplo, las tecnologías del hidrógeno y las pilas de combustible de hidrógeno pueden mejorar la flexibilidad operacional de las energías renovables, algo que es fundamental para aumentar su contribución a la red eléctrica. Con ese fin, esas tecnologías pueden integrarse en los parques solares y eólicos para facilitar la producción, utilizando el exceso de electricidad para crear hidrógeno que alimente las pilas de combustible para generar energía cuando sea necesario. Además, el hidrógeno puede almacenarse y transportarse, lo que permite disponer de energía lejos de la fuente y conectar diferentes sectores energéticos. Las aplicaciones del hidrógeno podrían extenderse a diversos e importantes

sectores que siguen siendo difíciles de electrificar y dependientes de los combustibles fósiles, como el transporte marítimo, la fabricación de hierro y acero o la calefacción de edificios. Las pilas de combustible ya representan soluciones viables para la calefacción y la electricidad en edificios o centrales eléctricas. Además, se ha comprobado que estos dispositivos son mejores soluciones que las baterías de iones de litio en diversos medios de transporte, especialmente en el de larga distancia y de gran tonelaje.

¿Por qué el Perú? Como ya es conocido Chile presenta ciertas ventajas para la producción de hidrogeno verde debido a diversos factores que contribuyen en la obtención de energía renovable. Sin embargo, el Perú también cuenta con importantes ventajas comparativas para la producción de energía renovable y con ella fabricación del hidrogeno verde mediante un proceso de electrolisis. Una importante característica que se tiene que tener en cuenta para desarrollar de forma favorable la producción del hidrogeno verde es la reducción en gastos de transporte de la energía que se empleara, así poder tener alta competitividad en el mercado externo. Puntos favorables del Perú: 

Debido a nuestra posición con respecto al ecuador, nuestro país presenta altos niveles de radiación que en gran medida es perjudicial a la salud humana también esconde un alto potencial de producción de energía eléctrica, según datos de Senamhi obtenidos en el presente año, regiones como Cuzco, Arequipa, Puno entre otras concentran gran capacidad para la producción de energía solar fotovoltaica.

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El potencial eólico que presenta el Perú es notable, sin embargo, se le ha dado un aprovechamiento muy tímido, entre las zonas con mayor recurso eólico se encuentran son las regiones de Lambayeque, 7.017 MW y Piura, 7.098 MW , también los departamentos de de Ica y Arequipa, con 2.280 MW y 1.020 MW, respectivamente son importantes para tomar en cuenta.

Según estos datos es evidente las ventajas que presenta el Perú por las condiciones de su territorio en comparación a otros lugares del mundo, lo que nos hace reflexionar sobra la relevancia de esta idea para el desarrollo económico de la nación; como consecuencia de la información antes mencionada se infiere que las zonas donde sería más viable la implementación de centrales encargadas de la producción de hidrogeno verde serian: 1. Arequipa, por su radiación solar y potencial eólico. 2. Piura y Lambayeque, ambas por su enorme potencial eólico. 3. Ica, Ayacucho y Huancavelica debido al potencial eólico, solar y solar respectivamente; además por su cercanía podría también tomarse en cuenta.

Además de estas ventajas para la producción, nuestro país presenta diversas áreas en las que la implementación de este combustible podría aumentar el valor o la producción de diversos productos como seria en el caso de la minería, transporte, agricultura, etc. IMPACTOS QUE TENDRIA EN EL DESARROLLO DEL PERU Transporte El parque automotor del país viene sufriendo un incremento inesperado año tras año. Según las cifras que maneja el Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC), alrededor de seis millones de vehículos circulan en el país. La capital concentra al menos el 40%. En otras palabras, nuestra ciudad está siendo contaminada en gran parte por el sector transporte junto a la congestión vehicular que afrontamos.

El hidrogeno verde seria nuestra gran solución para afrontar este problema, usando las energías no contaminantes, en los teleféricos eléctricos que serían capaces de ayudar a controlar la congestión y la contaminación.

Agricultura A nivel departamental la actividad agropecuaria es mayor al 80.0% en los departamentos de Apurímac, Cajamarca, Cusco, Amazonas, San Martín, Loreto, Huánuco, La Libertad y Áncash. El uso de plaguicidas químicos y el mal cuidado del agua, son factores que contaminan el medio ambiente, por lo que se produce las sequias que afecta gravemente este sector.

Como la contaminación es evidente en las zonas de agricultura, es necesario contrarrestarlo, usando paneles solares a fin de aprovechar la energía eléctrica, reemplazando los combustibles contaminantes, como la gasolina y el petróleo que se usan en los tractores y bombas de agua. Aprovechando también esa energía para obtención del hidrogeno verde.

Minería Nosotros hemos sido testigo de la gran contaminación que genera este sector en los departamentos como Moquegua, Cajamarca y Arequipa, al medio ambiente. por lo que el uso del hidrogeno verde es la mejor solución que podemos pensar pues. los camiones podrían ser los primeros en comenzar a usar hidrógeno verde en minería a gran escala.

También podemos plantear el uso de hidrógeno verde en celdas combustibles, cuyo objetivo será adaptar la operación de cargadores frontales de la minería subterránea de Diésel a Hidrógeno mediante Celdas de Combustibles. Además, Requiere relativamente poca agua. Menos del 1% del agua que usa la minería podría reemplazar todo su consumo de diésel.

¿Qué estamos Haciendo respecto al Hidrogeno Verde? En el Perú se han estado presentando propuestas de empresas como también de trabajos de tesis con respecto al hidrogeno verde.

Propuestas de Empresas 1. ENGIE Energía Perú es una empresa de generación y comercialización de energía eléctrica que pone al Perú como un país potencial para generar hidrogeno verde. El mánager de ENGIE Daniel Cámac afirma que: “Nuestro país tiene una base suficiente de recursos renovables para producir hidrógeno verde a bajos costos, abastecer al mercado local y ofertarlo en el extranjero a mediano o largo plazo, sobre todo a aquellos países que carecen de fuentes renovables para generar su propio hidrógeno”. 2. Siemens Energy propone operar turbinas de gas que trabajen al 100% con hidrogeno verde para el 2030, este proyecto por parte de esta empresa tiene como fin una transición a la descarbonización. La forma en que piensan producir su combustible (hidrogeno verde) seria mediante plantas de electrolisis que muy aparte de proporcionarles dicho combustible les permitiría almacenarlo a largo plazo y gran escala. 3. La empresa CESI ENERGY al igual que ENGIE Energía Perú sobre el potencial de nuestro país para la producción de hidrogeno verde explayándose en la necesidad de realizar un compromiso integral entre nuestras autoridades públicas y el sector privado para construir una red de producción y transporte que permita el acceso a este recurso limpio que se quiere producir. 4. El Osinergmin (Organismo Supervisor de la Inversión en Economía y Minería) la cual esta encargada de la regulación y supervisión de las empresas del sector eléctrico nos presentan un libro con las distintas

formas de energía renovable incluyendo al Hidrogeno verde dentro de las energías a partir del biogás, creando así una consciencia frente a la sociedad para la transición de la descarbonización que necesita nuestro planeta.

La participación de las universidades Si bien se muestra un incipiente interés por la investigación sobre Hidrógeno Verde de parte de organizaciones e instituciones del rubro energético; en cuanto a investigaciones y proyectos en las universidades del país aún el desarrollo es prácticamente nulo. Las principales investigaciones y trabajos académicos dedicados al hidrógeno apuntan a sus propiedades químicas, a su utilidad en motores, y procesos referentes al llamado “Hidrógeno Gris”. Los principales repositorios nacionales, como “Renati” o “Alicia”, no arrojan resultado alguno vinculado directamente con el Hidrogeno Verde. Ante esto, es preciso resaltar que tanto las iniciativas privadas y gubernamentales como el interés académico son fundamentales para una adecuada integración del Hidrogeno Verde a las políticas públicas, y pueda contribuir así al desarrollo del país.

Bibliografía Iberdrola. (2020). El hidrógeno verde: una alternativa para reducir las emisiones y cuidar nuestro planeta. Obtenido de Iberdrola: https://www.iberdrola.com/sostenibilidad/hidrogeno-verde IEA. (2018). El hidrógeno verde es el combustible del futuro. Obtenido de EL Periódico de la energia.com: https://elperiodicodelaenergia.com/el-hidrogeno-verde-es-elcombustible-del-futuro/ Union Fenosa Gas. (Enero de 2020). Los gases renovables: el hidrógeno verde. consultado de Union Fenosa Gas: https://www.unionfenosagas.com/es/Newsletter/NoticiaNewsletter/gas-renovablehidrogeno-verde?p=ENERO2020

Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica. (29 de Noviembre de 2020). ALICIA. Obtenido de CONCYTEC: https://alicia.concytec.gob.pe/vufind/ SUNEDU. (29 de Noviembre de 2020). Registro Nacional de Trabajos de Investigación. Obtenido de Superintendecia Nacional de Educación Superior: http://renati.sunedu.gob.pe/