Aprovechamiento del calor residual de instalaciones de producción y almacenamiento de hidrógeno renovable

Resumen

La Unión Europea (UE) ha fijado el objetivo de descarbonizar todos los sectores, marcando una serie de hitos a conseguir a lo largo de los próximos años y décadas, y para lograr los objetivos se cuenta con el hidrógeno producido a partir de fuentes de energía renovable.

Sin embargo, el hidrógeno renovable aún tiene un coste de producción muy superior respecto al coste del hidrógeno producido a partir de combustibles basados en hidrocarburos.

El diferencial del coste se debe principalmente a los altos precios de compra de la electricidad respecto a los precios de otros hidrocarburos como el gas natural, y a una tecnología con elevado coste, que en muchas ocasiones se encuentra en fase de desarrollo.

El objetivo del TFG ha sido analizar y calcular las ineficiencias de los procesos relacionados con la producción y almacenamiento de hidrógeno renovable, centrándose en las pérdidas térmicas para su recuperación, convirtiéndolo en calor útil aumentando su temperatura a través de una bomba de calor y aprovechándolo en otros procesos industriales.

Se ha demostrado que para determinados rangos de operación se puede reducir el coste de producción del hidrógeno gracias al consumo de combustible evitado por el calor producido en la bomba de calor.

ABSTRACT

The European Union (EU) has set the goal of decarbonizing all sectors.

To that end, the EU has established some directions to be achieved over the coming years and decades.

The hydrogen produced from renewable energy has been identified as an important contributor to address this challenge.

However, the cost of renewable hydrogen is still much higher compared to hydrogen produced from fossil fuels.

The difference in cost is mainly due to the high purchase prices of electricity compared to other hydrocarbons such as natural gas, and the high cost of technology that is often still in the development phase.

This thesis analyzes and measures the inefficiencies in the production and storage of renewable hydrogen.

The work focuses on excess heat and its utilization in other industrial processes through a heat pump.

It has been demonstrated that for certain operational ranges, the hydrogen production costs can be reduced, as well as reducing the CO2 equivalent emissions.

Thanks to the fuel consumption avoided by the heat generated in the heat pump.