El hidrógeno puede producirse a partir de diversas fuentes -desde el gas natural hasta la energía nuclear y el biogás- mientras que el hidrógeno verde se produce a partir de fuentes renovables, como la solar y la eólica. Independientemente de la fuente, el agua es fundamental para la producción de hidrógeno, por lo que la gestión de los recursos hídricos es vital, desde la eficiencia de la electrólisis hasta los servicios de tratamiento del agua asociados.
Agua y medio ambiente: retos para los productores de hidrógeno
Gestión de diversas fuentes de agua
Garantizar la rentabilidad
Minimizar los tiempos de inactividad
Riesgos de seguridad del agua
Cómo Veolia se compromete a ayudar a los productores de hidrógeno
La producción de hidrógeno verde tiene el potencial de impulsar la economía mundial hacia un enfoque basado en energías renovables y cero emisiones netas, dejando atrás la actual estructura dependiente de los combustibles fósiles.
Por ello, el mercado de los electrolizadores -los dispositivos que permiten la producción de hidrógeno mediante un proceso químico que separa el agua en moléculas de hidrógeno y oxígeno- está cobrando un gran impulso. Esto no sólo se debe al impulso de la energía sostenible, sino también a las estrictas políticas reguladoras que muchos países están poniendo en marcha para reducir sus emisiones.
En Veolia Water Technologies, estamos comprometidos a apoyar tanto la producción de hidrógeno verde (obtenido a partir de fuentes renovables) como la de hidrógeno azul (producido a partir de gas natural, con captura y el almacenamiento de carbono).
Nos dedicamos a diseñar y suministrar tecnologías y servicios de tratamiento de agua que optimizan la eficiencia de la electrólisis del hidrógeno. Ofrecemos tres opciones de soluciones, incluyendo soluciones pre-ensambladas, estándar y personalizadas, que abarcan un rango desde 100 kilovatios hora (kWh) hasta más de 500 megavatios (MW).
El agua es esencial en todas las etapas del proceso de electrolización, por lo que un reto clave al que se enfrenta el mercado de los electrolizadores es la gestión del agua para garantizar un suministro de calidad y fiable.
Para que se produzca la electrólisis se necesita agua de alta calidad (normalmente con menos de 0,1 microsiemens por centímetro (μS/cm) en el caso de las membranas electrolíticas poliméricas (PEM). En consecuencia, el agua purificada es vital para el agua de proceso o servicio, como las torres de refrigeración y la producción de vapor.
La gestión de las aguas residuales también es necesaria para el tratamiento de los efluentes generados durante el proceso de fabricación, incluyendo las concentraciones de los procesos de membrana y los lodos.
Por último, se suma a los desafíos mencionados, la creciente preocupación por la escasez de agua, lo que añade una presión adicional para garantizar una gestión adecuada y sostenible del recurso hídrico.
Dependiendo de su ubicación, los fabricantes de electrolizadores pueden disponer de recursos limitados de agua dulce. Para asegurar que el acceso al agua no se convierta en una barrera para la ampliación de la electrólisis, la capacidad de gestionar una variedad de fuentes de agua, incluyendo aguas residuales tratadas y lodos, es de gran valor.
Nuestros expertos pueden tratar una gran variedad de fuentes, desde aguas subterráneas y superficiales hasta la desalación de agua de mar. Además, para garantizar la máxima recuperación del agua, la reutilización del agua es esencial , el vertido cero de líquidos (ZLD) garantiza una reducción de los costes de eliminación de aguas residuales. Para las instalaciones en alta mar o cerca del mar, la desalinización térmica es una solución económicamente muy conveniente.
Para superar todos estos retos relacionados con el agua, las empresas de electrolizadores necesitan un socio que cubra todas sus necesidades en el ciclo del agua.
Como expertos en tecnología del agua, podemos garantizar la calidad y cantidad del agua, independientemente de la fuente, a través de tecnologías de ósmosis inversa de última generación y de la electrodeionización en continuo (CEDI).
Ofrecemos soluciones estándar o a medida basadas en tres niveles de producción: pequeñas, medianas y grandes. Para operaciones pequeñas de entre 100 y 900 kWh ofrecemos soluciones tipo plug and play ; para plantas de producción de hidrógeno medianas, de entre 20 y 100 MW, ofrecemos paquetes estándar; y para plantas de producción más grandes, de más de 500 MW, ofrecemos soluciones a medida para aplicaciones tanto en tierra como en alta mar.
Soluciones que se adaptan a todos los productores de hidrógeno
Clientes de hidrógeno que ya
trabajan con Veolia
Nuestro cliente necesitaba ampliar su oferta para proporcionar sistemas de purificación de agua a su creciente base de clientes como parte de un paquete global. Nuestros expertos diseñaron y suministraron un sistema modular para tratar eficazmente el agua de alimentación hasta alcanzar la calidad requerida para alimentar los electrolizadores de membrana de intercambio protónico (PEM). El sistema se diseñó para tratar agua de entrada de alta dureza y salinidad y, al mismo tiempo, gestionar caudales variables. La planta incluye descalcificación y ósmosis inversa para cumplir el requisito de conductividad de los electrolizadores, inferior a tres microsiemens por centímetro.
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Servicios para ayudar a nuestros clientes de producción de hidrógeno
El mantenimiento es esencial, ya que los residuos se acumulan de forma natural en los electrolizadores con el paso del tiempo e inevitablemente degradan el rendimiento. Por eso se requiere una supervisión continua para optimizar las operaciones.
Nuestro servicio de asistencia global garantiza el mantenimiento del ciclo del agua durante toda la vida útil del electrolizador de hidrógeno, al tiempo que optimiza las operaciones para reducir los costes y los gastos de agua y energía.
Preguntas Frecuentes sobre soluciones de agua para hidrógeno
¿Cómo se produce el hidrógeno?
El hidrógeno se produce dividiendo el agua en sus dos elementos: hidrógeno y oxígeno. Esto se consigue mediante electrólisis, en la que una corriente eléctrica directa atraviesa el compuesto en forma fluida. Esto divide la parte de hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno puede entonces extraerse y utilizarse como energía, mientras que el oxígeno puede liberarse a la atmósfera sin ningún efecto adverso.
¿Cómo puede un tratamiento eficaz del agua hacer más rentable la producción de hidrógeno?
Sólo una pequeña parte del coste total por unidad de hidrógeno producido procede del agua. Sin embargo, para optimizar y reducir al máximo los costes del tratamiento del agua se puede tener en cuenta lo siguiente
- Disponibilidad de agua procedente de fuentes contaminadas, lo que podría aumentar los costes de tratamiento
- Posibilidad de recuperación de energía a partir del exceso de calor
- Utilización de oxígeno como producto secundario
- Prolongación de la vida útil de las células electrolíticas en función de la pureza del agua
- Riesgos potenciales de paradas de mantenimiento
Aunque sólo sea una pequeña fracción del coste total por unidad, la correcta gestión de todos estos aspectos puede reducir el coste global de producción del hidrógeno.
¿Puedo utilizar agua de mar como agua de alimentación para la electrólisis?
Sí. Cualquier fuente de agua -ya sea agua subterránea, agua de mar o aguas residuales tratadas- puede utilizarse como agua de alimentación siempre que haya sido tratada y purificada adecuadamente, normalmente con menos de un microsiemens por centímetro (μS/cm) para PEM. Una vez que el agua de cualquier fuente alcanza este nivel de purificación puede utilizarse con éxito en la electrólisis.