Desafíos a resolver en la combustión del hidrógeno

Publicado el: 01 / 01 / 2021 | 0 Comentarios | Etiquetas: Combustión de hidrógeno, Desafíos de la combustión de hidrógeno, E&M Combustión

«Desafíos a resolver en la combustión del hidrógeno» es el título del artículo de opinión de la Tribuna Libre publicado por el periódico EMPRESA XXI. El hidrógeno ha ganado espacio como combustible en la actualidad industrial. El director general de E&M Combustión, Iñigo Béjar, detalla en este artículo algunos de los desafíos para que «las plantas industriales puedan utilizar el hidrógeno como combustible evitando cualquier riesgo que pueda plantear».

Afrontamos en los próximos años un nuevo reto en la transformación de nuestro modelo energético con la descarbonización como elemento fundamental para la mejora del medioambiente, pero también como nueva forma de entender las relaciones industriales y de mejorar nuestros procesos de producción. El elemento llamado a contribuir a este cambio de modelo energético se llama Hidrógeno. Varias tecnologías de generación de hidrógeno pueden hacer de este combustible no solo una situación ecológica, sino también rentable a corto plazo. Todas estas tecnologías confluyen en un mismo punto de consumo: la combustión del hidrógeno. Por esta razón, la investigación y mejora de la combustión del hidrógeno se presenta como un aspecto fundamental en su cadena de valor.

Un gran reto al que nos enfrentamos en un momento en el que aún no hemos construido nuevas centrales eléctricas o plantas industriales para la utilización del hidrógeno como fuente energética es la adaptación de las plantas existentes a este nuevo combustible. Entre los desafíos técnicos que nos presenta la combustión del hidrógeno se encuentran su mayor caudal y temperatura de llama, así como las mayores emisiones de NOx con respecto al gas natural, por ejemplo, así como la invisibilidad de llama y mayor posibilidad de fuga que en otros combustibles.

Uno de los aspectos a tener en cuenta en el diseño de una instalación es el bajo poder calorífico del hidrógeno, por lo que será necesario rediseñar y adaptar las tuberías de alimentación a los puntos de consumo. Además para el diseño de los equipos de combustión hemos de tener en cuenta su baja densidad, por lo que es importante para el diseño de los quemadores controlar la velocidad de gas en los puntos de inyección y la posible velocidad de retorno de la llama. También es necesario estudiar la adaptación de las llamas en los distintos hogares de la caldera o equipos de generación térmica para observar las consecuencias de una temperatura de llama superior a otros gases.

El reto de reducir las emisiones de NOx

Aunque resulta un elemento clave para la descarbonización de la industria, no podemos dejar de observar el incremento de emisiones NOx –otro de los conocidos como gases de efecto invernadero- que genera el hidrógeno. De hecho, la reducción de formación de NOx es uno de los factores sobre los que habrá que trabajar en los próximos años. Nos podemos encontrar ante la tesitura de que los quemadores actuales, sin la corrección de sistemas de reducción de emisiones NOx, supere los valores que marca la normativa europea.

Desde nuestra experiencia en E&M Combustión con sistemas de combustión de hidrógeno proponemos la recirculación de gases de combustión para disminuir la temperatura de la llama y consiguiente disminución del NOx térmico. Otra de las alternativas que hemos testado satisfactoriamente es la mezcla con gas natural. La detección de llama supone igualmente un desafío con grandes consecuencias, ya que las llamas de hidrógeno son invisibles al espectro de visión humano, y un incendio podría pasar fácilmente desapercibido, por lo que será necesario utilizar sistemas específicos de detección de llama y flickering.

También será preciso tomar todas las medidas de seguridad necesarias en las instalaciones, fundamentalmente respecto a las fugas. Las fugas de hidrógeno pueden representar un verdadero reto por la reducida dimensión de sus moléculas en tuberías y uniones de válvulas. Finalmente, para minimizar el riesgo de explosión, una alternativa eficaz es la fabricación de los quemadores y las líneas de gas con elementos que cumplan con la normativa antiexplosiva ATEX.

Es previsible que en los próximos años nos enfrentemos a la transformación de numerosas instalaciones que ahora consumen otro tipo de combustibles. Es importante contar con un soporte básico en el acompañamiento de las empresas en la incorporación de este nuevo combustible en sus procesos industriales, ya que si bien los estudios demuestran que el hidrógeno no es ni más peligroso ni más explosivo que otro tipo de gas, persiste una percepción en la sociedad en este sentido, por lo que todo lo que hagamos para evitar accidentes y eliminar esa percepción irá en beneficio del propio desarrollo de esta tecnología.

Iñigo Béjar, Director General de E&M Combustión
Resumen Whitepaper Sistemas de combustión de hidrógeno para descarbonizar la industria