Fuente:JASE-W Productos y Tecnologías Japonesas de Punta para el Ahorro Inteligente de Energía http://www.jase-w.eccj.or.jp/technologies-s/index.html F-02 Palabras clave Y3 equipo o facilidad Z4 S5 Energía renovable L Servicios Técnicos electricidad Chiyoda Corporation Sistema de almacenamiento y transporte de hidrógeno por el método de hidruros químicos orgánicos – Sistema hidrógeno SPERA™ Característica El método de hidruros químicos orgánicos cosiste en adicionar químicamente al tolueno el hidrógeno que es un gas ligero, convertirlo en metilciclohexano (MCH), producto químico en líquido a temperatura y presión constante para ser almacenado y transportado, extraer y aprovechar el hidrogeno en la cantidad necesaria en el lugar de uso mediante deshidrogenación y recuperar y reusar el tolueno formado como portador de hidrógeno. Es un método altamente seguro que permite manejar la energía de hidrógeno con un riesgo semejante a la gasolina convencional. El hidrógeno es un medio portador de energía limpio y una energía secundaria que se puede producir de cualquier energía primaria, sin embargo, hasta la fecha no se ha establecido una técnica para almacenar y transportar hidrógeno en gran cantidad en grandes buques. El método de hidruros químicos orgánicos es una tecnología propuesta desde los años ochenta, pero hasta ahora no existía un proceso de dehidrogenación estable. Nuestra empresa emprendió desde 2002 la investigación y desarrollo de catalizador de deshidrogenación, que sería la clave del desarrollo, hasta la fecha ha logrado desarrollar un nuevo catalizador de deshidrogenación, aprovechable en usos industriales y ha completado el desarrollo de un proceso de deshidrogenación con el uso de un reactor multi-tubular de lecho fijo aprovechando dicho catalizador. En 2013 se construyó una planta piloto para el sistema completo y se completó el establecimiento de la técnica del sistema entero (Sistema hidrógeno SPERA™) a través de las pruebas de operación, lo que permitió una comercialización técnica. <Características del método de hidruros químicos orgánicos> · *Bajo condiciones seguras de temperatura y presión constante, se puede almacenar y transportar en gran cantidad por vía marítima y terrestre sin pérdidas de hidrógeno durante largo periodo. · Se pueden transportar 3.000 TM de hidrógeno en un buque cisterna comercial de 50.000 TM para productos químicos. (Equivalente a la cantidad de hidrógeno necesaria para llenar los depósitos de un total de 600.000 vehículos de pila de combustible de hidrógeno) · En comparación con los demás métodos, es un método que presenta alta eficiencia energética y bajo costo y es el más viable comercialmente como técnica de transporte masiva. · Es un método altamente seguro que permite depositar y transportar masivamente la energía de hidrógeno con un nivel de peligro similar al de gasolina. Concepto Básico o Principio A continuación se esquematiza el método de hidruros químicos orgánicos. El hidrógeno es una energía secundaria limpia que puede producirse desde diversos hidrocarburos (gas natural, gases asociados, petróleo, carbón, etc.) mediante técnicas existentes. También se puede producir a partir de energías renovables (hídrica, eólica, solar, etc.). El hidrógeno es convertible en MCH por hidrogenación catalítica del tolueno. La hidrogenación es una tecnología disponible desde los años setenta, y comercializada en las plantas de producción de MCH. Junto con tolueno y MCH, está clasificado como “materiales peligrosos” al igual que la gasolina y es un producto derivado del petróleo utilizado en gran cantidad como solvente industrial. Puede aprovechar eficazmente grandes instalaciones de almacenamiento existentes y comercialmente el transporte marítimo masivo en buques químicos y el terrestre en camiones o vagones cisterna químicos. De esta manera ha sido factible la puesta en práctica del Sistema hidrógeno SPERA™ con el desarrollo del proceso de deshidrogenación y la optimización del sistema entero. Fuente de hidrógeno ☆ Combustible fósil (w/CCS) ☆ Energía renovable MCH Tolueno CH 3 CH 3 + 3H2 Tolueno Proceso de hidrogenación Aprovechamiento del hidrógeno ☆ Combustibles para la generación eléctrica ☆ Vehículo de celda de combustible ☆ ENE FARM ☆ Reacción de cambio inverso, etc. CH 3 CH 3 Reacción exotérmica 205kJ/mol MCH : Methylcyclohexane Almacenamiento Transporte Tecnología ya comercializada + 3H2 MCH Reacción endotérmica 205kJ/mol Tolueno Almacenamiento Proceso de deshidrogenación El desarrollo de catalizador / proceso de deshidrogenación permitió poner en práctica todo el proceso del sistema. Composición general del Sistema hidrógeno SPERATM La hidrogenación es una reacción exotérmica y la dehidrogenación es una reacción endotérmica. El valor calorífico que entra y sale en estas reacciones representa un 30% de la energía de hidrógeno. El calor La energía térmica introducida en la deshidrogenación se convierte en energía de hidrógeno mediante la reacción de deshidrogenación. Esto permite convertir la energía térmica derivada de centrales eléctricas, fábricas e incineración de basura en una energía de hidrógeno mediante deshidrogenación, y aprovecharla. F-02 Efectos del ahorro de energía y Notas especiales Generación eléctrica con pila de combustible Para lograr un crecimiento sostenible [Países productores de la humanidad, es indispensable [Japón] [Transporte marítimo] de gas, etc.] Generación crear un sistema que, sin perjuicio de termoeléctrica Sistema hidrógeno SPERA™ (Sistema de almacenamiento y transporte de (Combustión mixta un incremento del consumo de energía, hidrógeno por el método de hidruros químicos orgánicos) con el gas natural [Plan de hidrógeno] y el carbón) permita reducir emisiones de CO2 y Metilciclohexano controlar el calentamiento global. Tanque de DehydroMuchas de las energías renovables almacenamiento Hidrógeno Planta de Hidrógeno genation y reserva dehidrogenación plant (eólica, hídrica, fotovoltaica, etc.) se derivan de la energía solar. El sistema Tolueno Separación de producción de hidrógeno a partir del Sistema consistente en transportar/almacenar hidrógeno en estado líquido a temperatura de CO2 y presión ambientales en forma de metilciclohexano, producto de reacción de hidrogeno agua, utilizando energía renovable, y con tolueno, y recuperar/reutilizar el tolueno, una vez separado del hidrogeno mediante deshidrogenación. FCV, materia devolviendo el agua al ciclo natural tras prima industrial Remodelación Hidrógeno Hidrógeno su uso es el sistema energético de sol y Foto catalizador [Plan de hidrógeno] Método IS agua más avanzado, y constituye un Gas natural Separación desafío tecnológico sumamente imporde CO2 Energía Energía Energía tante para solucionar el calentamiento Campo solar eólica hídrica Energía Electrolisis de gas nuclear del agua Energía Energía global y los problemas energéticos de Gasificación solar geotérmica de carbón nuestro país. Energía renovable La puesta en práctica de esta tecnología Recuperación de metano Carbón Planeamiento para solucionar futuros problemas energéticos reduciendo la permitirá materializar el concepto de emisión de CO2 en Japón. [Países productores Es posible evolucionar positivamente a una sociedad con baja emisión de carbono, Mina de carbón cadena de suministro de hidrógeno que meta final de este esfuerzo. de carbón] aparece en la siguiente figura. En la Fig.1 Idea de cadena de suministro de hidrógeno fase inicial de este planteamiento, se propone producir hidrógeno a partir decombustibles fósiles (gas natural, carbón, etc.) para su transporte en Hidrogenación Deshidrogenación (Sitio donde exportar) (Sitio donde importar) grandes cantidades. El gas CO2 Tanques de tolueno Tanques de MCH Reactor de derivado de la combustión de hidrocarReactor de Deshidrogenación Hidrogenación buros puede ser recuperado a bajo costo en el proceso de producción de hidrógeno en los países productores de petróleo y de gas natural, para convertirlo en hidrógeno limpio. El planteamiento propone almacenar y transportar en grandes cantidades el Capacidad de almacenamiento: : 1 semana por 50 Nm3/h (tanque de 20m ) hidrógeno limpio obtenido de esta (a) Sección de reactor (b) Sección de almacenamiento manera. La puesta en práctica de esta fase inicial promoverá y agilizará el uso Planta de demostración de la energía de hidrógeno. La meta final de este planteamiento es facilitar el paso a una sociedad con bajos niveles de carbono mediante almacenamiento y transporte masivo de energía renovable. Por lo pronto iremos reduciendo eficientemente la emisión de gas carbónico, aprovechándola como energía complementaria de las energías fósiles como el gas natural, y ampliando al mismo tiempo el uso de energías renovables, de esta manera lograremos pasar a una futura sociedad con baja emisión de carbono y solucionaremos los problemas energéticos; esta es la idea que orienta todo este esfuerzo. Tanques para la unidad de hidrogenación Tanques para la unidad de deshidrogenación 3 Antecedente y Programa de introducción Japón Planta de demostración Finalización en diciembre de 2012 Lugar: Research Park de Chiyoda Corporation (Kanagawa-ku, Yokohama) Escala: 50Nm3/h (volumen de almacenamiento y de producción de hidrógeno) Exterior Contacto: Chiyoda Corporation Minatomirai Grand Central Tower, 4-6-2 Minatomirai, Nishi-ku, Yokohama City, Kanagawa Prefecture 220-8765, Japan Hydrogen Chain Promotion Section, Tel: +81-45-225-4872 Fax: +81-45-225-4990 URL : http://www.chiyoda-corp.com/
© Copyright 2024