Hidrógeno verde: La tecnología es la mejor aliada para enfrentar los desafíos de la producción del combustible del futuro

En un mundo que busca alejarse de los combustibles fósiles y abrazar las energías renovables, el hidrógeno verde emerge como una opción tangible para una transición energética efectiva.

En el pasado hemos hablado de los esfuerzos que ha hecho Colombia por abrirse un espacio en el uso de esta tecnología en áreas clave como la movilidad sostenible. 

Colombia es, además, uno de los países que se han planteado alcanzar importantes metas de descarbonización, apalancadas en la implementación y desarrollo de hidrógeno verde.

Cifras del Hydrogen Insights 2023 del Consejo del Hidrógeno y McKinsey & Company indican que las inversiones destinadas para el desarrollo de este componente crecieron en un 32% en el 2023. La mayoría de proyectos están localizados en China, Europa y en Norteamérica.

Sin embargo, la producción eficiente y rentable del hidrógeno verde presenta desafíos significativos en la actualidad, toda vez que su producción representa un desafío electrointensivo, que obliga a adoptar un enfoque multidisciplinario y una estrecha colaboración entre diversos actores de la industria.

Andrés Diaz, Director de Power Systems NAC en Schneider Electric, cree que la implementación de sistemas combinados de seguridad y energía, junto con análisis avanzados del rendimiento de activos, nos acerca más que nunca a la realización de una visión de un futuro más sostenible.

"En Schneider Electric, estamos comprometidos a impulsar la innovación tecnológica y la digitalización para abordar los desafíos que enfrenta la producción de hidrógeno verde y hacer realidad un futuro más sostenible. Nos esforzamos por ser los asesores de las empresas que buscan realizar esta transformación de manera exitosa, ofreciendo soluciones integrales y expertise en cada etapa del proceso".--Andrés Diaz, Director de Power Systems NAC en Schneider Electric

Aprender del petróleo

Los retos de la producción a escala de hidrógeno verde pueden abordarse en gran medida utilizando las nuevas tecnologías digitales.

Paralelamente, es posible aprovechar la experiencia acumulada en la industria del petróleo y el gas para resolver los problemas de seguridad de los procesos y eficiencia energética.

Varias soluciones tecnológicas clave desempeñarán un papel fundamental en la producción de hidrógeno ecológico. Entre ellas se destaca la simulación dinámica de procesos y energía.

La industria del hidrógeno verde está avanzando hacia la producción a gran escala y eso implica hacer electrolizadores más grandes y optimizar los procesos. La simulación dinámica de procesos es clave en este avance, ya que ayuda a resolver, mediante modelos complejos, problemas como hacer estos componentes más grandes para instalaciones de mayor tamaño.

Estos modelos, llamados gemelos digitales, ayudan a elegir equipos y analizar variables como la generación de energía renovable y la forma de almacenar el hidrógeno. La simulación energética asegura que los equipos eléctricos sean del tamaño adecuado para los electrolizadores, lo que garantiza que el diseño se analice completamente e integre procesos y energía para optimizarlo.

Un gemelo digital es una versión virtual de un sistema, creada con datos en tiempo real de procesos y equipos. Ayuda a diseñar algo que pueda adaptarse a diferentes necesidades de negocios. Cuando se usa para diseñar una instalación de producción, puedes comparar y mejorar cómo funciona con una gran cantidad de información sobre activos.

Las herramientas de ingeniería basadas en gemelos digitales hacen que todo el proceso sea más rápido y facilitan la comunicación entre diferentes equipos, tanto internos como externos, en todas las etapas del proyecto de producción de hidrógeno. Además, simplifica el diseño al crear modelos en 3D y generar documentación detallada.

Finalmente, como la creación de hidrógeno verde requiere mucha energía y debe ser segura, se hace necesario un sistema combinado que incluya control distribuido, gestión de energía y de seguridad integrada.

Este sistema puede aprovechar un gemelo digital durante la fase de diseño, lo que puede reducir los costos hasta un 20%, disminuyendo la cantidad de equipos necesarios y acelerando el tiempo de ingeniería. Además, este sistema estandariza la integración de los equipos eléctricos y garantiza un alto nivel de seguridad en los procesos de control.

El blockchain será clave

Cuando se produce hidrógeno verde utilizando energía de la red eléctrica es muy importante asegurarse de que provenga de fuentes ecológicas. Esto no solo es importante por una causa ecológica, sino que es un requisito de las autoridades de muchos países.

Sin embargo, demostrar esta trazabilidad usando métodos tradicionales puede ser complicado.

Por eso, los expertos creen que la tecnología blockchain será clave.

Básicamente, es una manera segura de mantener registros en línea mediante una especie de codificación.

Con blockchain se pueden proporcionar pruebas confiables de que la energía verde se produce desde su origen hasta llegar a su destino final. Para lograr esto, tanto las empresas eléctricas como los productores y usuarios de hidrógeno tendrán que adoptar esta nueva tecnología.