Caminos del hidrógeno hacia cero en Canadá

Canadá está preparado para ser un líder internacional en la producción y el uso de hidrógeno limpio para reducir las emisiones de GEI y desplazar nuestra dependencia de la energía de combustibles fósiles con alto contenido de carbono. La estrategia de Canadá para aprovechar este potencial de liderazgo es aprovechar nuestras ventajas naturales en las materias primas y la geología necesarias para producir hidrógeno abundante, limpio y con bajas emisiones de carbono, al mismo tiempo que capitalizamos nuestra experiencia establecida en tecnologías y sistemas de uso final del hidrógeno.

Pero si bien se puede decir que el camino hacia la producción a gran escala de hidrógeno limpio para uso interno y exportación se está volviendo más claro en Canadá, los caminos para identificar y desarrollar mercados nacionales de uso final del hidrógeno siguen siendo turbios. Hasta ahora, el gobierno federal se ha centrado en créditos fiscales modestos y financiación directa limitada para promover la adopción del uso final del hidrógeno. Por el contrario, muchos otros países de Europa y Asia, y más cerca de casa en Estados Unidos, están tomando medidas más agresivas a través de inversiones públicas y privadas y subsidios directos para fomentar el uso interno del hidrógeno y apoyar el despliegue de sus propias innovaciones y mercados de uso final. aplicaciones.

En este contexto, ¿qué significa el liderazgo canadiense en hidrógeno? ¿Y cómo aprovechará Canadá plenamente los beneficios de este liderazgo en hidrógeno?

Este boletín proporciona una breve descripción general de una política y un marco programático emergentes en materia de hidrógeno en Canadá, que incluye la Estrategia nacional de Hidrógeno, que se está desarrollando para apoyar las aspiraciones de liderazgo de Canadá[1]. Y, basándose en la premisa de que cualquier transición energética importante está impulsada por la demanda de los consumidores y la utilidad y omnipresencia de las tecnologías de uso final, este boletín concluye identificando las aplicaciones de uso final de hidrógeno limpio más prometedoras y con mayor probabilidad de fomentar la adopción temprana de tecnologías de hidrógeno. en Canadá para catalizar la creación de mercados nacionales de hidrógeno y ayudar a aprovechar el potencial de Canadá para el liderazgo mundial en hidrógeno.

El hidrógeno está preparado para desempeñar un papel clave en la transición mundial hacia la energía limpia. Y Canadá tiene el potencial de desempeñar un papel enorme, teniendo en cuenta el tamaño de su población y su economía, a la hora de liderar esta revolución mundial del hidrógeno. Para trazar un rumbo que espera asegure el estatus de liderazgo de Canadá, y como muchos otros gobiernos nacionales de todo el mundo, el gobierno federal lanzó su “Estrategia del Hidrógeno” en diciembre de 2020. Se presentó como un “llamado a la acción” nacional para “aprovechar las oportunidades para el hidrógeno” en Canadá. En más de 100 páginas, la estrategia es amplia y detallada, pero las oportunidades clave identificadas se pueden resumir en dos categorías principales: 1) capitalizar la capacidad de Canadá para la producción y distribución (suministro) de hidrógeno limpio, y 2) aprovechar la experiencia canadiense. e ingenio para nuevas aplicaciones y tecnologías de uso final del hidrógeno para desplazar nuestra dependencia (y la del mundo) de combustibles intensivos en carbono (demanda).

Desarrollar con éxito la oferta y la demanda nacionales de hidrógeno limpio generará, según la Estrategia del Hidrógeno, aproximadamente 350.000 nuevos empleos en el sector “verde” e ingresos directos para las empresas canadienses de más de 50.000 millones de dólares al año para 2050. Las razones principales de este optimismo son dos ventajas únicas y naturales que Canadá tiene sobre la mayoría de las demás naciones.

En primer lugar, Canadá es rico en recursos necesarios para producir hidrógeno limpio. Canadá tiene abundante agua dulce y electricidad con bajas emisiones de carbono procedente de energía hidroeléctrica, eólica, solar y nuclear que puede respaldar la producción de hidrógeno con bajas emisiones de carbono. Canadá también tiene abundantes reservas de combustibles fósiles y está dotado de una geología que puede respaldar una importante captura y almacenamiento de carbono, fundamental para la producción de hidrógeno "azul" con bajas emisiones de carbono.

En segundo lugar, Canadá tiene una larga experiencia y conocimientos desarrollados en sistemas y tecnologías de hidrógeno y alberga algunas de las principales empresas de hidrógeno y pilas de combustible del mundo. Canadá ha sido líder en la producción estandarizada de pilas de combustible para vehículos, iniciada en Vancouver BC. Hoy en día, más de la mitad de los autobuses de pila de combustible en funcionamiento en el mundo utilizan tecnología de pila de combustible desarrollada en Canadá. Y los trenes propulsados ​​por hidrógeno que operan en Alemania utilizan sistemas de propulsión de pilas de combustible fabricados en Canadá.

Con el lanzamiento de la Estrategia Canadiense de Hidrógeno, el gobierno federal está avanzando en el desarrollo y anuncio de un conjunto de iniciativas de hidrógeno y tecnologías limpias destinadas a estimular la inversión tanto en la producción de hidrógeno limpio como en la adopción de tecnologías y sistemas de uso final del hidrógeno.

Para impulsar la inversión y el crecimiento en Canadá para la producción de hidrógeno limpio, el gobierno federal ha tomado varias medidas.

Net Zero Accelerator (NZA) es un proyecto de 8.000 millones de dólaresprograma que apoya proyectos que permitan la descarbonización de los grandes emisores, la tecnología limpia y la transformación industrial.

Fondo de Combustibles Limpioses un Fondo de $1.500 millones establecido en 2021 para reducir el riesgo de la inversión de capital necesaria para construir nuevas instalaciones de producción de combustibles limpios o ampliar las existentes, incluidas las conversiones de instalaciones. El Fondo para Combustibles Limpios cubre muchos combustibles renovables, como los biocombustibles avanzados y el combustible de aviación sostenible, pero también incluye en su mandato el apoyo a proyectos de hidrógeno limpio.

Más recientemente, el Gobierno de Canadá ha introducido tres créditos fiscales destinados a fomentar la transición hacia una economía neta cero en su presupuesto de 2023. De relevancia más directa para el hidrógeno es el Crédito Fiscal por Inversión en Hidrógeno Limpio, un crédito fiscal reembolsable que incentiva la producción de hidrógeno limpio, con créditos que oscilan entre el 15% y el 40% dependiendo de la intensidad de carbono del hidrógeno.

Este crédito fiscal se puede utilizar para compensar el costo de comprar e instalar equipos elegibles para proyectos que produzcan hidrógeno mediante el proceso de electrólisis o gas natural. Sin embargo, si se utiliza gas natural, las emisiones deben reducirse mediante la captura, utilización y almacenamiento de carbono.

La tasa de crédito fiscal disponible varía según la intensidad de carbono del hidrógeno producido:

Además, la elegibilidad para la tasa completa del Crédito Fiscal por Inversión en Hidrógeno Limpio está disponible en función de la intensidad de carbono de un proyecto en particular y dependerá del cumplimiento por parte del proyecto de ciertos requisitos laborales prescritos. Específicamente, una organización debe:

La introducción de estos créditos fiscales que respaldan la producción de hidrógeno limpio en Canadá sigue y se ha visto en parte como una respuesta a la Ley de Reducción de la Inflación de EE. UU. (“IRA”) promulgada por la administración Biden en 2022, que creó un generoso Crédito fiscal a la producción de hidrógeno limpio para fomentar la producción de hidrógeno limpio en Estados Unidos, entre otros incentivos. El IRA convierte a Estados Unidos en un importante competidor de Canadá en el suministro de los mercados mundiales de hidrógeno.

Rusia, que tiene las mayores reservas probadas de gas natural del mundo, ha estado utilizando el suministro de energía a Europa como palanca para apoyar su invasión de Ucrania. En consecuencia, Canadá y sus socios de la OTAN han estado trabajando juntos para reducir la dependencia de Occidente de las importaciones rusas de petróleo y gas y utilizando esta perturbación como acelerador para la adopción de energía limpia procedente de fuentes fiables.

En este contexto, Canadá y Alemania anunciaron una declaración de intenciones conjunta en agosto de 2022 con respecto a la exportación de hidrógeno canadiense limpio a Alemania. Gracias a esta colaboración bilateral, se espera que los primeros envíos de hidrógeno lleguen a Alemania en 2025.

Canadá firmó previamente un memorando de entendimiento con el Gobierno de los Países Bajos en 2021 para promover conjuntamente la inversión en proyectos de hidrógeno limpio y trabajar juntos para establecer corredores de exportación-importación de hidrógeno limpio entre Canadá y los Países Bajos como puerta de entrada a Europa.

Más recientemente, la comisaria europea, Ursula von der Leyen, declaró durante una visita a Canadá en marzo de 2023 que la UE quiere comprar hidrógeno de Canadá y considera a Canadá como un “principal socio potencial”.

Más allá de Europa, el hidrógeno canadiense disfruta de una demanda constante de Asia, ya que recientemente se informó que ATCO Group, con sede en Calgary, está en conversaciones avanzadas con la empresa de servicios públicos japonesa Kansai Electric Power para enviar hidrógeno desde la costa oeste de Canadá a Japón.

Estas iniciativas representan pasos importantes en el plan de Canadá para establecerse como uno de los principales exportadores mundiales de hidrógeno, como se describe en la Estrategia Canadiense sobre el Hidrógeno.

Según la Estrategia Canadiense sobre el Hidrógeno, la demanda mundial de hidrógeno limpio está aumentando a un ritmo que se proyecta “diez veces” para 2050. Y si bien Canadá puede estar bien posicionado para capitalizar este crecimiento a través de la exportación, se reconoce que la creación de los mercados nacionales canadienses para el uso de hidrógeno “deben liderar”.

Los cambios importantes en los sistemas energéticos están impulsados ​​por la demanda de los consumidores, y esa demanda está impulsada por la utilidad y omnipresencia de las tecnologías de uso final. Para impulsar una transición energética, la sociedad debe centrarse en apoyar nuevas tecnologías de uso final a través de inversión pública, incentivos políticos y formas novedosas de utilizar estas tecnologías.

Se han lanzado varias iniciativas federales para apoyar la adopción de tecnologías y sistemas de uso final del hidrógeno.

La Ley de Precios de la Contaminación por Gases de Efecto Invernadero es la piedra angular de la legislación sobre cambio climático del gobierno federal, que establece un precio nacional para el carbono, impulsando así la demanda de fuentes de combustible sin carbono, como el hidrógeno.

El Plan de Reducción de Emisiones 2030 ha fijado el objetivo de que el 35% de las ventas totales de vehículos medianos y pesados ​​("MHDV") sean vehículos de cero emisiones para 2030, creando así una importante oportunidad estratégica para los fabricantes de MHDV propulsados ​​por pilas de combustible de hidrógeno.

El presupuesto federal de 2022 contenía las siguientes medidas para fomentar el uso de hidrógeno:

El gobierno federal también proporcionó más orientación en el presupuesto federal de 2023 con respecto al Crédito Fiscal por Inversión en Tecnología Limpia anunciado en la Declaración Económica de Otoño de 2022. Este crédito fiscal es relevante para el hidrógeno porque en la lista de propiedades elegibles se incluyen vehículos industriales de cero emisiones y equipos de carga o reabastecimiento de combustible relacionados, incluidos los camiones pesados ​​de hidrógeno.

El presupuesto establece que el Crédito Fiscal por Inversión en Tecnología Limpia sea igual al 30% del costo de la propiedad elegible que se adquiera y esté disponible para su uso a partir del 28 de marzo de 2023 y antes de 2035. La tasa del crédito fiscal se reducirá al 15%. en 2034 y será eliminado en 2035.

Finalmente, el gobierno federal está introduciendo un nuevo crédito fiscal a la inversión reembolsable del 30% para la fabricación y el procesamiento de tecnologías limpias. El Crédito Fiscal a la Inversión para Fabricación con Tecnología Limpia está disponible con respecto al costo de capital de propiedades elegibles asociadas con ciertas actividades de fabricación y procesamiento.

Las actividades elegibles para este crédito fiscal que le resultarán relevantes incluyen:

Evaluar el potencial del hidrógeno como combustible limpio que ayudará a Canadá a alcanzar sus objetivos de descarbonización es un desafío, en parte porque el hidrógeno puede aplicarse a diversos usos finales que se encuentran en distintos estados de desarrollo tecnológico, pero también porque los despliegues comerciales están apenas en etapas incipientes de preparación para el mercado.

A diferencia de la mayoría de los combustibles que se utilizan principalmente en sólo dos o tres aplicaciones distintas, el hidrógeno se puede utilizar como sustituto de muchos combustibles: diésel, gasolina, gas natural y queroseno. Esta versatilidad subraya la promesa del hidrógeno para descarbonizar la economía de Canadá, pero también plantea un desafío básico sobre dónde y cómo comenzar mejor.

Lo que sigue es una lista de las cinco aplicaciones de uso final más prometedoras que podrían ayudar a catalizar la demanda temprana de producción de hidrógeno limpio en Canadá, preservando al mismo tiempo el liderazgo experiencial canadiense en tecnologías de uso final de hidrógeno, desarrollando e incorporando la integración de sistemas y el conocimiento. -cómo, desarrollo de habilidades y capacitación en nuevos mercados comerciales emergentes del hidrógeno.

Como cualquier lista de "lo mejor de", aquí hay una medida de subjetividad involucrada. Pero la base de esta lista es una consideración de la viabilidad técnica y la practicidad económica, así como la disponibilidad de otras vías de descarbonización que pueden ser más atractivas que el hidrógeno para una adopción temprana en el mercado.

Canadá tiene una industria de producción de cine y televisión sólida y en crecimiento de costa a costa, incluidos centros de producción en Vancouver, Toronto, Montreal, Calgary y Halifax. Los principales estudios y productoras se están comprometiendo a reducir significativamente las emisiones de GEI en los próximos años. Hoy en día, las producciones en Canadá, como las de Hollywood y a nivel internacional, a menudo dependen de la generación de energía móvil alimentada con diésel con alto contenido de carbono, para suministrar energía en el lugar.

El hidrógeno es una solución práctica para eliminar las emisiones de las producciones de cine y televisión. Si bien la energía del hidrógeno tiene una pequeña prima de costo en comparación con el diésel, el costo adicional total de la generación de energía es extremadamente bajo en relación con los presupuestos de producción. Los sistemas de hidrógeno pueden proporcionar más energía a un costo menor que los sistemas basados ​​en baterías cuando la demanda de energía es relativamente alta (por ejemplo, >80 kW, >1500 kWh/día). La producción de energía a partir del hidrógeno es limpia, silenciosa y libre de emisiones de carbono, todos atributos que desean el talento estrella y el público espectador.

En la construcción, muchos proyectos a gran escala requieren energía en el sitio dentro de un período de tiempo, o por una duración, que hace que sea poco práctico o imposible brindar servicio al sitio con una conexión a la red eléctrica. La mayoría de los proyectos dependen de la generación de energía móvil alimentada por diésel, para suministrar energía en lugares remotos, a lo largo de carreteras e incluso en ciudades.

Para que sean útiles, los grupos electrógenos de hidrógeno pueden proporcionar un nivel adecuado de potencia de salida (150 – 500 kW) y estar equipados con controles fáciles de usar e interfaces adecuadas. Además, el combustible de hidrógeno debe empaquetarse para que sea lo suficientemente compacto como para poder ubicarlo y transportarlo fácilmente en el sitio de construcción, y al mismo tiempo proporcionar suficiente energía para durar un día completo.

Estas configuraciones de equipos y opciones de suministro no se ofrecen actualmente de manera comercial, pero podrían ofrecerse. Al igual que con la producción de películas y televisión, el hidrógeno proporciona una solución práctica para reducir significativamente las emisiones en las obras de construcción, y su ampliación a gran escala puede ocurrir en un plazo de 3 a 7 años.

En Canadá hay muchos almacenes y otras instalaciones con requisitos de manipulación de materiales pesados ​​que deben ubicarse en interiores para protegerlos de los elementos o para garantizar la limpieza. Muchas de estas instalaciones dependen de montacargas eléctricos de batería; sin embargo, esta solución a menudo no es práctica para operaciones más grandes debido a problemas de rendimiento del ciclo de trabajo, problemas de suministro de red y problemas de procedimiento y espacio de recarga.

Aunque existen las tecnologías fundamentales necesarias, muchos lugares con flotas de tamaño mediano (de 10 a 30 camiones) que operan tres turnos por día son demasiado pequeños para justificar la inversión en la producción de hidrógeno in situ y muchos otros carecen de espacio para acomodar grandes remolques tubulares de hidrógeno gaseoso. Aunque la energía del hidrógeno tiene un precio superior en comparación con la gasolina y el propano, el costo adicional total del combustible es relativamente bajo en relación con los presupuestos operativos. Los sistemas de hidrógeno pueden proporcionar niveles de energía constantes durante todo el ciclo de trabajo (en comparación con los sistemas basados ​​en baterías) y el reabastecimiento de combustible es rápido. La producción de energía a partir del hidrógeno es limpia, silenciosa y libre de emisiones de carbono.

En Canadá ya se utilizan carretillas elevadoras propulsadas por hidrógeno, pero su despliegue sigue siendo limitado. Los sistemas de entrega y reabastecimiento de combustible configurados y dimensionados adecuadamente se encuentran actualmente en desarrollo avanzado y deberían estar listos para su implementación acelerada en Canadá antes de finales de 2024. La ampliación a gran escala puede ocurrir en un plazo de 3 a 7 años.

La gran mayoría de locomotoras de carga y pasajeros en América del Norte ya utilizan motores eléctricos para su propulsión, y la electricidad se genera a bordo mediante generadores que funcionan con diésel. Actualmente, CP Rail está convirtiendo varias de sus locomotoras para que funcionen con combustible de hidrógeno limpio y sin emisiones, cambiando el generador diésel por pilas de combustible y sustituyendo los tanques de combustible diésel por cilindros que transportan hidrógeno comprimido a bordo. Las primeras locomotoras que CP Rail está convirtiendo son conmutadores de vías, comúnmente utilizados para desviar vagones entre estaciones ferroviarias dentro de una región. Al comenzar con el servicio regional en (y entre) Edmonton y Calgary, CP Rail podrá repostar sus locomotoras convertidas en sus propias estaciones ferroviarias en Alberta.

La seguridad es primordial en la industria ferroviaria de América del Norte, y esto significa que la innovación transformadora basada en la tecnología puede tomar tiempo para integrarse completamente. Sin embargo, el marco regulatorio de seguridad ferroviaria de Canadá se adapta al avance tecnológico a través de pruebas, lo que es una ventaja para que las compañías ferroviarias de Canadá avancen hacia un futuro de transporte con bajas emisiones de carbono bajo el liderazgo canadiense.

El Programa de Locomotoras de Hidrógeno de CP tiene el potencial de producir una base fundamental de experiencia en conversiones de hidrógeno, que puede respaldar la adaptación a los miles de locomotoras de carga que actualmente operan en toda América del Norte, estableciendo así un camino operativamente viable hacia la descarbonización. También establecerá una red inicial de estaciones de servicio que tienen el potencial de expandirse hacia el exterior a través de los ferrocarriles de Canadá.

Los trenes de pasajeros de cercanías suelen operar dentro de una región contenida a lo largo de rutas definidas, y esto facilita el reabastecimiento de hidrógeno, ya que las estaciones de almacenamiento y despacho pueden estar estratégicamente ubicadas, ser propiedad de la autoridad de tránsito ferroviario y ser operadas por ella. El primer tren de cercanías de pasajeros entró en servicio fiscal en Alemania en 2019. Su éxito está motivando una ola de adquisiciones de "hidrail" por parte de las autoridades de tránsito de cercanías de todo el mundo.

En tan sólo 2 o 3 años, el crecimiento del ferrocarril de carga y pasajeros con hidrógeno podría estar en marcha. La ampliación a gran escala puede ocurrir en un plazo de 5 a 10 años.

Las instalaciones portuarias (incluidas las instalaciones marítimas, aeroportuarias y ferroviarias) operan una cantidad significativa de vehículos pesados ​​que permanecen en el sitio con el fin de desviar carga y contenedores de envío de un “muelle” a otro las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Muchas de estas instalaciones dependen de camiones alimentados con diésel que operan en un ciclo de trabajo agresivo (parada/arranque, aceleración, ralentí) que es relativamente ineficiente y produce niveles significativos de emisiones.

Hay varios factores que hacen que este mercado específico sea atractivo para el hidrógeno. El desarrollo de cadenas de suministro de entrega configuradas y de tamaño adecuado creará opciones de suministro de hidrógeno y reducirá los costos. Aunque la energía del hidrógeno tiene un precio superior en comparación con el diésel, el costo total del combustible es relativamente bajo en relación con los presupuestos operativos de los puertos.

Se han demostrado plataformas de camiones de hidrógeno de servicio pesado en aplicaciones de transporte de contenedores, como en las instalaciones de carga con emisiones cero y casi cero del puerto de Los Ángeles. Se están desarrollando más camiones pesados ​​propulsados ​​por hidrógeno para otras aplicaciones y deberían estar listos para su uso en Canadá dentro de los próximos 2 a 3 años. Se están desarrollando sistemas de producción, suministro y reabastecimiento de hidrógeno configurados y dimensionados adecuadamente y deberían estar listos para su implementación inicial en Canadá antes de finales de 2026. La ampliación a gran escala puede ocurrir en un plazo de 5 a 10 años.

La mayoría de las comunidades remotas de Canadá son hogar de pueblos indígenas. Estas comunidades remotas que no cuentan con electricidad suministrada por la red, o solo en parte, a menudo dependen de grandes generadores de energía alimentados con diésel, que son costosos de operar y contaminantes. Los motores de combustión alimentados con hidrógeno o las pilas de combustible pueden proporcionar una alternativa baja en carbono, especialmente si se utiliza energía renovable local para producir hidrógeno. De hecho, la producción de hidrógeno puede almacenar grandes volúmenes de energía renovable procedente de proyectos locales eólicos, solares e hidroeléctricos, mejorando así la resiliencia general y el rendimiento económico y permitiendo a las comunidades y empresas indígenas convertirse en productores y distribuidores de hidrógeno limpio tanto para las comunidades vecinas como para otras industrias remotas. como la minería y la silvicultura. Con consultas efectivas, financiamiento público y la voluntad política necesaria, el despliegue de tecnologías limpias de hidrógeno en comunidades canadienses remotas e indígenas puede ocurrir dentro de los próximos 3 a 5 años.

Mención de honor (siguiente mejor) Lista de aplicaciones de uso final de hidrógeno para adopción temprana en Canadá

El éxito inicial de proyectos piloto centrados en camiones de derivación de contenedores portuarios está ayudando a demostrar el caso de uso del hidrógeno en vehículos más grandes. Los camiones medianos y pesados ​​son más difíciles de electrificar usando baterías recargables, porque el tamaño y la masa de los paquetes de baterías compiten por la capacidad de carga útil disponible del camión. Esto puede erosionar el potencial de generación de ingresos de una flota de reparto. El combustible de hidrógeno, por el contrario, es una forma más ligera y densa de energía almacenada a bordo. Por tanto, los sistemas de propulsión eléctricos de pila de combustible son una alternativa atractiva. Además, las flotas de vehículos de reparto que regresan a la base pueden repostarse en una única estación de suministro de hidrógeno adaptada a su propósito. Por lo tanto, una solución de flota de hidrógeno dentro de la barrera puede ayudar a cumplir los objetivos de descarbonización y cero emisiones de muchas flotas comerciales de una manera rápida, conveniente e independiente de cualquier restricción asociada con el suministro de energía de la red local.

Los autobuses de tránsito son una aplicación ideal para los sistemas de hidrógeno. Debido a su tamaño, los autobuses de tránsito pueden acomodar tanques de hidrógeno más grandes que la mayoría de los otros tipos de vehículos. Este espacio adicional permite almacenar hidrógeno a una presión más baja, lo que reduce los costos de repostaje. El patrón operativo de regreso a la base de los autobuses de tránsito también facilita el reabastecimiento de combustible programado en los depósitos, cuya eficiencia reduce aún más el costo de reabastecimiento de combustible. El potencial de repostaje rápido del hidrógeno hace que los autobuses eléctricos de pila de combustible sean más escalables para flotas grandes con un menor coste de infraestructura en comparación con las flotas de autobuses eléctricos de batería recargable.

Las ruedas de los grandes camiones mineros suelen estar impulsadas por motores eléctricos, y esta electricidad normalmente se produce a bordo mediante generadores diésel. Actualmente, AngloAmerican está demostrando el uso de pilas de combustible de hidrógeno para generar energía eléctrica a bordo, proporcionando una solución sin diésel para camiones mineros. Los transportadores de minerales sobre carretera también pueden funcionar con combustible de hidrógeno, utilizando los mismos sistemas de propulsión de pila de combustible que demuestran muchos fabricantes de semirremolques Clase 8.

El carbón se utiliza tradicionalmente para reducir el mineral de hierro a hierro puro (denominado hierro de reducción directa, DRI), que luego se utiliza para fabricar acero. El carbono del carbón se une al oxígeno del mineral de hierro, liberando dióxido de carbono a la atmósfera. El hidrógeno también puede servir como agente DRI, que elimina las emisiones de dióxido de carbono del carbón consumido, dejando en su lugar solo emisiones de agua. El calor de la combustión de hidrógeno también se puede utilizar en partes del proceso de fabricación de acero para desplazar aún más el carbón y, en algunos casos, el uso del gas natural, por ejemplo, en los altos hornos integrados de las acerías.

Las plantas de cemento se instalan alrededor de los suministros de agua y electricidad, y el proceso de fabricación del cemento también genera una cantidad significativa de calor residual. Estos son recursos que pueden impulsar la electrólisis del agua, que produce oxígeno e hidrógeno puros. El oxígeno puro se puede utilizar en un proceso de oxicombustión para generar calor adicional que mejora la eficacia de la captura de carbono de los gases de combustión de la planta, lo que puede reducir el costo general de descarbonizar la producción de cemento. Potencialmente, el uso de oxígeno puro en lugar de aire (que contiene sólo una quinta parte de oxígeno) para la combustión de combustible también podría reducir el volumen de flujo de gas a través del sistema, reduciendo aún más el costo de producción de cemento. El hidrógeno de la electrólisis se puede utilizar como combustible alternativo para las operaciones de las plantas de cemento, incluido el desplazamiento del diésel utilizado por los camiones de cemento y los camiones de hormigón premezclado.

Recargar las baterías de los vehículos eléctricos lleva tiempo y puede suponer importantes exigencias para la red de distribución de energía local. Para las operaciones de vehículos livianos que funcionan todo el día, todos los días, como en el servicio de taxi y limusina o en viajes compartidos, retirar los vehículos eléctricos del servicio para recargarlos puede no ser práctico. Sin embargo, repostar hidrógeno puede tardar menos de cinco minutos y producir más de 500 kilómetros de autonomía antes del siguiente repostaje para un vehículo eléctrico de pila de combustible típico.

Los modelos de vehículos eléctricos de pila de combustible pueden así proporcionar un camino para electrificar flotas de vehículos ligeros en servicio comercial, logrando así un rendimiento de cero emisiones.

El hidrógeno se utiliza comúnmente en la producción de combustibles petroquímicos y combustibles sintéticos. Al utilizar hidrógeno producido a partir de materias primas con bajas emisiones de carbono, se puede reducir significativamente la intensidad de carbono de los combustibles convencionales y sintéticos. De hecho, algunos procesos para producir combustibles sintéticos pueden depender del hidrógeno con bajas emisiones de carbono, así como del carbono capturado de corrientes de emisiones industriales de dióxido de carbono, para producir combustibles de hidrocarburos líquidos que son funcionalmente equivalentes a los combustibles petroquímicos, pero que se aproximan a niveles de intensidad de carbono que son netos cero. .

El combustible de aviación sostenible (SAF) es un ejemplo de combustible sintético elaborado con hidrógeno con bajas emisiones de carbono. Como líquido, el SAF conserva la densidad energética del combustible para aviones convencional y puede mezclarse con suministros de combustible de aviación, lo que permite la descarbonización del transporte aéreo con una comodidad óptima.

Para sustentar a una población de 9.700 millones de personas para el año 2050, según estimaciones de las Naciones Unidas, la producción agrícola tendrá que aumentar un 70 por ciento en las próximas tres décadas. Esta tendencia impulsará un aumento espectacular de la demanda mundial de fertilizantes y amoníaco.

Canadá es el tercer mayor productor de fertilizantes primarios a nivel mundial, respaldado por la solidez de nuestras instalaciones de producción de potasa y nitrógeno. Canadá se encuentra entre los diez primeros países productores de amoníaco utilizado para fabricar fertilizantes nitrogenados. El método tradicional de producir amoníaco consiste en tomar hidrógeno del gas natural y combinarlo bajo presión con nitrógeno del aire para producir amoníaco. Este proceso, sin embargo, genera importantes emisiones de GEI.

El uso de hidrógeno limpio para descarbonizar la producción de amoníaco y el proceso de fabricación de fertilizantes ayudará a reducir la huella de carbono de la producción de alimentos y la agricultura en Canadá.

[1] Este boletín se centra en iniciativas, políticas y programas federales. Hay una lista cada vez mayor de programas provinciales que se están desarrollando e implementando para apoyar la producción y adopción de hidrógeno limpio que están más allá del alcance de este boletín, pero que se cubrirán en las próximas publicaciones de Fasken relacionadas con el hidrógeno.

[2] Un agradecimiento especial a Rymal Smith de Change Energy Services y Bob Oliver de H2GO Canadá por su experiencia y asistencia en la elaboración de esta lista de las principales aplicaciones de uso final de hidrógeno limpio para Canadá.

Comuníquese con Dan Brock, codirector del Grupo Asesor sobre Energía de Hidrógeno de Fasken para obtener más información sobre las políticas y programas canadienses para apoyar el hidrógeno limpio o para analizar cómo la creciente lista de aplicaciones de uso final del hidrógeno podría ser adecuada para su negocio.

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