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Dec 29, 2023

Calentar nuestros hogares con hidrógeno

Depender de los combustibles fósiles para calentar nuestros hogares, negocios y edificios ya no es

Confiar en los combustibles fósiles para calentar nuestros hogares, negocios y edificios ya no es una opción si queremos alcanzar emisiones netas de carbono cero para 2050. Ahora debemos buscar fuentes de energía bajas en carbono o sin carbono como alternativas y el hidrógeno es una de las opciones más prometedoras.

El gas natural representa casi el 85 % del combustible utilizado para calentar y cocinar en los hogares del Reino Unido y alrededor del 40 % en los hogares de los EE. UU. Pero, como combustible fósil, el gas natural (principalmente metano) produceEmisiones de gases de efecto invernaderocuando se queman, lo que significa que una proporción significativa de nuestras emisiones provienen de calentar nuestros hogares y negocios, calentar agua o cocinar.

En el Reino Unido, la quema de gas natural como fuente de combustible en el hogar, el trabajo y la industria representa el 37 %1 de todas las emisiones de dióxido de carbono (CO2), el 18 % de las cuales proviene del uso doméstico. Esta cifra asciende al 48 % en EE. UU., de los cuales el 13 % se encuentra dentro de un contexto residencial y comercial.2

Para llegar a laobjetivo de cero emisiones netas para 2050, por lo tanto, es fundamental que encontremos otras fuentes de combustible que produzcan emisiones bajas o nulas yhidrógeno se considera una alternativa ideal. Uno de los principales desafíos es producir hidrógeno a una escala lo suficientemente grande como para ser utilizado comercialmente a nivel nacional.

El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, por lo que hay mucho disponible. A diferencia de los combustibles fósiles (que producen emisiones dañinas cuando se queman), la quema de hidrógeno no libera dióxido de carbono. Por lo tanto, usarlo para calefacción podría marcar una gran diferencia en nuestras emisiones de carbono y desempeñar un papel fundamental enlograr el cero neto.

El hidrógeno viene en una variedad de diferentes 'colores' , dependiendo del método utilizado para producirlo. El más limpio de ellos es el hidrógeno verde, que se produce utilizando electricidad de fuentes de energía renovables, como la energía solar o eólica.

El hidrógeno verde actualmente constituye un pequeño porcentaje del hidrógeno utilizado; como la demanda sigue siendo baja, la producción es costosa. Pero así como la energía de la energía eólica ha bajado de precio, el hidrógeno verde bajará de precio a medida que se vuelva más común.

Descubra la diferencia entre el hidrógeno gris, azul y verde, por qué podría ayudarnos a abordar el cambio climático y cómo estamos buscando formas de reutilizar nuestra red de gas existente para transportar o mezclar hidrógeno.

Para llevar este gas de hidrógeno limpio a nuestros hogares, debemos asegurarnos de que los electrodomésticos como calderas, aparatos de cocina y fuegos de gas estén preparados para el hidrógeno. Los fabricantes ya han construido calderas de hidrógeno, por lo que la tecnología está disponible; solo necesita un cambio estratégico a gran escala, dirigido centralmente por el gobierno.

Al igual que el cambio de la televisión analógica a la digital, como sabemos que se acerca el cambio en nuestro sistema de calefacción, se pueden hacer planes en consecuencia para que el cambio sea lo más simple y directo posible. El gobierno podría exigir que todas las calderas de gas nuevas instaladas estén preparadas para hidrógeno, para garantizar una transición sin problemas cuando sea el momento de cambiar a hidrógeno.

Los expertos son optimistas y creen que el cambio a la calefacción por hidrógeno comenzará a ocurrir en los próximos 10 años, en línea con los objetivos de los gobiernos de EE. UU. y el Reino Unido de reducir las emisiones de carbono a la mitad para 2035. En EE. UU., el Departamento de Energía estableció elIniciativa Earthshot de hidrógeno, que busca reducir el costo del hidrógeno a $1 por kilogramo en una década.

La buena noticia es que el hidrógeno podría transportarse a través de nuestra red de gas existente y almacenarse fácilmente con tecnología convencional. Esta sería una solución más rentable, reduciendo la cantidad de nueva infraestructura costosa necesaria para construir nuevas redes de transmisión y distribución de hidrógeno, y también minimizando las interrupciones.

Actualmente se están realizando pruebas de mezcla de hidrógeno para averiguar cuánto hidrógeno se puede usar en nuestras tuberías existentes.

Cambiar al 100 % de hidrógeno aún no es viable, por razones que incluyen:

la infraestructura para producir hidrógeno en cantidades suficientemente grandes todavía se está desarrollando

Los gases de hidrógeno y metano tienen algunas diferencias importantes (como la velocidad a la que viaja el gas), por lo que debemos probar cómo funcionará la red de gasoductos existente cuando se introduzca hidrógeno en ella.

Por lo tanto, los científicos han estado probando formas de 'mezclar' hidrógeno con gas natural como una forma de reducir las emisiones, ya que se necesitaría menos gas natural. El hidrógeno se inyecta en el sistema de gas natural, produciendo una 'mezcla' de gas natural e hidrógeno.

En el Reino Unido, actualmente solo se permite incluir una mezcla de hidrógeno al 0,1 % en la mezcla de gas natural que se suministra a los hogares, las empresas y la industria.

Uno de los ensayos de mezcla de hidrógeno que se está llevando a caboFutureGrid– una instalación de investigación de hidrógeno especialmente construida que probará la viabilidad de las mezclas de hidrógeno en concentraciones crecientes hasta el 100% en los activos de transmisión de gas.

A escala nacional, se estima quela mezcla de hidrógeno podría tener el mismo efecto de ahorro de carbono anual que sacar dos millones de automóviles de la carretera . Esto ha alentado a la Energy Networks Association (ENA) a respaldar los planes de mezcla de hidrógeno en todo el Reino Unido. Se espera que las actualizaciones necesarias al sistema de transmisión nacional del Reino Unido puedan generar una combinación del 2 % para 2024 y una combinación del 20 % para 2027.3

Uno de los primeros y más grandes proyectos de hidrógeno limpio en los EE. UU., TheProyecto HyGrid , se lanzó en 2021 y está ubicado en Long Island. Al mezclar hidrógeno verde en el sistema de distribución existente, ayudará a descarbonizar las redes de gas existentes y se espera que caliente aproximadamente 800 hogares, además de proporcionar hidrógeno puro y mezclado para su uso en vehículos.

Otros proyectos de National Grid en trámite tanto para la producción como para la utilización de hidrógeno verde incluyen una instalación de hidrógeno de usos múltiples, que estará en el centro de Nueva York en 2023.

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Fuentes

1Hidrógeno: Probando el combustible de calefacción de FutureGrid

2Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos: Fuentes de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero; y nosotros. Departamento de Energía: Beneficios y Consideraciones del Hidrógeno

3Edie: mezcla de hidrógeno lista para su lanzamiento en todo el Reino Unido el próximo año...