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Estudiantes y egresados de la carrera de Ingeniería en Desarrollo Sustentable del Tecnológico de Monterrey, campus Ciudad de México, desarrollaron el proyecto Power2Grow, que es una planta piloto para la producción sostenible de hidrógeno y amoniaco verde a partir de aguas residuales y energía solar.
Gracias a este proyecto los mexicanos lograron obtener el primer lugar en el taller de Intercambio Regional en hidrógeno verde de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ), sobresaliendo entre 9 equipos de distintas partes de Latinoamérica.
El hidrógeno verde es un campo que despierta mucho interés a nivel mundial porque el hidrógeno puede ser utilizado como combustible de algunos tipos de motores, así como para generar calefacción, adaptado a ciertas tecnologías. Uno de sus mayores atractivos es que es un combustible que no libera al ambiente moléculas de carbono, que han sido consideradas como uno de los mayores contaminantes y generadores del calentamiento global.
El amoniaco verde también es un producto de mucho interés porque ya se le usa como componente de fertilizantes agrícolas y como combustible de algunos tipos de embarcaciones, pero cuando se dice que es amoniaco “verde” es porque su elaboración se realza con procesos que no liberan a la atmósfera moléculas de carbono.
AGUAS RESIDUALES
La propuesta del grupo de innovadores del Tecnológico de Monterrey puede generar interés para diferentes tipos de industrias ya que actualmente los métodos de producción de hidrógeno verde requieren de agua con un alto grado de pureza, mientras que la iniciativa mexicana sugiere el uso de plasmálisis.
“La plasmálisis es un proceso donde se inyectan altas frecuencias de electricidad al agua, con el fin de generar una reacción química donde los contaminantes se gasifican y se separan en elementos individuales como dióxido de carbono, oxígeno, metano, etc.” explicó la joven Mariana Paéz, integrante de la iniciativa Power2Grow.
Según la egresada, la adopción de esta tecnología implica aprovechar al máximo los recursos, ya que, a partir de ella, además de obtener agua limpia e hidrógeno verde, también se obtiene amoniaco verde, con la adición de nitrógeno, el cual puede ser utilizado como fertilizante.
“Un tema poco abordado es que Rusia era uno de los principales exportadores de fertilizantes a base de amoniaco en el mundo y debido al conflicto el suministro a México se ha visto afectado. Esto en un futuro puede impactar a la agricultura al ser uno de los insumos básicos del campo, y a su vez, aumentar los costos de los alimentos, por ello es importante buscar la autosuficiencia de esta materia prima” comentó Celeste Ceballos, quien también ha impulsado este proyecto.
De acuerdo con Mary Carmen Cervera, Carlos Aldama, Fernando Lambarria y Aida Rojas, quienes también integran el proyecto Power2Grow, la generación de hidrógeno verde y amoniaco verde es una práctica que han buscado países como Japón y Alemania, a través de modelos similares con el propósito de priorizar el uso de energías más sustentables.
En ese sentido, se necesita de mayores espacios de desarrollo tecnológico y alianzas entre la academia, gobierno e industria privada, para que este tipo de innovaciones sean más accesibles a corto plazo ante la actual crisis climática.
HIDRÓGENO APRECIADO
El hidrógeno se puede utilizar como combustible para algunos nuevos tipos de pilas y también se le prueba dentro de motores de combustión interna. Hasta ahora, los vehículos de hidrógeno son principalmente automóviles, pero poco a poco los camiones también han comenzado a adaptarse y probarse para funcionar con hidrógeno verde.
En 2020, diferentes empresas europeas anunciaron planes para transformar parte de sus flotas de camiones para ser impulsados con energía de hidrógeno. También, la compañía constructora de aviones Airbus ha comenzado a diseñar aviones propulsados por hidrógeno y tiene programado lanzar su primer vuelo comercial con este tipo de combustible para el año 2035. Estos son todavía prototipos que están bajo evaluación porque Airbus ha señalado que tiene programadas más pruebas hasta el año 2050.
Más allá de su uso como combustible, el hidrógeno verde también se puede utilizar para cocinar y calentar ambientes dentro de los hogares. Se espera que la calefacción de hidrógeno suministre energía a la mayoría de los hogares del Reino Unido para el año 2050. El gobierno británico tiene la intención de lanzar proyectos de demostración para mostrar cómo el combustible puede alimentar regiones que contienen cientos de hogares.
Uno de los retos mayores para las industria y los países que desean migrar paulatinamente desde el uso de gas natural hacia el hidrógeno es el hecho de que tienen que generar el hidrógeno cerca de los lugares donde se vaya a usar o realizar inversiones para adaptar la infraestructura actual de gas natural, pues si no hacen cambios, los gaseoductos no serán aliados sino obstáculos para el traslado de combustibles.
Si bien es factible hacer que los gasoductos transporten hidrógeno, también presenta desafíos, ya que muchos gasoductos y sus equipos tendrían que ser modificados para transportar el nuevo combustible.
Un programa piloto en Capelle la Grande,en Francia, ya ha mezclado hidrógeno en la red de gas de 100 hogares. Las plantas de energía alimentadas con gas natural también se pueden convertir para quemar hidrógeno y proporcionar energía de respaldo durante períodos de alta demanda.
AMONIACO VERDE
En el caso del amoniaco verde, su interés para la industria química y las agroindustrias es muy alto. Este tipo de compuesto químico es muy utilizado en la producción de fertilizantes agrícolas dado que el amoníaco es una fuente de nitrógeno esencial para el crecimiento de las plantas. También se emplea como materia prima en la producción de una variedad de productos químicos, como ácido nítrico, fibras sintéticas, explosivos, tintes y productos farmacéuticos.
Adicionalmente a los usos tradicionales que ya han sido señalados, la aparición del amoníaco verde puede dar lugar a nuevos usos de demanda con alto potencial de crecimiento. Por un lado, el amoníaco es considerado un vector energético ya que permite el transporte y almacenamiento eficiente de hidrógeno. Para realizar esto se necesita un proceso adicional llamado “craqueo” que consiste en volver a dividir la molécula de NH3 para recuperar el hidrógeno contenido en la misma.
Otro de los posibles nuevos usos del amoníaco verde es como combustible para la industria naviera y de logística pues se comienza a usar para desplazar buques y se considera que puede tener un papel muy relevante en la descarbonización del sector marítimo. Por último, el amoníaco verde tiene potencial para ser usado como combustible en calderas, turbinas o motores para generar calor y electricidad reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero.
Mercados financieros muestran interés en el hidrógeno verde
En el año 2020, el mercado mundial del hidrógeno estaba valorado en 150 mil millones de dólares y se afirma que alcanzará los 600 mil millones en 2050. Según los analistas de la consultora de inversión y riesgos Fitch Solutions, el mercado mundial del hidrógeno podría tener un despegue a partir de 2030. El número de inversiones en hidrógeno verde ha aumentado de casi ninguna en 2020 a 121 gigavatios en 136 proyectos en fases de planificación y desarrollo por un total de más de 500 mil millones de dólares estadunidenses en 2021. Empresas de todos los países han formado alianzas para aumentar la producción de combustible en cincuenta veces en los próximos seis años.
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