Hidrógeno ecológico: el poder del viento

Green hydrogen: The power of wind

Ahora más que nunca, la gente está buscando formas de almacenar energía renovable para una fuente de energía flexible y con bajo contenido de carbono. El hidrógeno ofrece una solución. El uso de fuentes renovables como el viento para producir hidrógeno no emite gases de efecto invernadero (hidrógeno verde). La energía eólica puede ser convertida en hidrógeno usando un electrolizador y utilizada de varias maneras, desde camiones de hidrógeno con célula de combustible, autobuses y trenes, hasta barcos impulsados por amoníaco líquido hecho de hidrógeno, a un sustituto del gas natural para calentar casas .

Aquí nos fijamos en tres instalaciones de Cummins que usan energía eólica para generar hidrógeno verde.

1. windgas Falkenhagen, Alemania

Situado en Falkenhagen, en el estado de Brandeburgo, Alemania, en el momento de la puesta en marcha, el proyecto Windgas fue la primera planta de demostración a escala de mega-vatios (MW) del mundo para almacenar energía eólica en en la red de gas natural (2MW) . Uniper SE (propietarios de sitios) eligieron a Falkenhagen como el lugar ideal para el sitio debido a los excedentes de energía eólica en la región.

Se instalaron seis electrómetros HySTAT ® 60-10 Cummins y se utilizaron para convertir la energía del exceso de viento en hidrógeno, luego se alimentaron a través de un conducto de hidrógeno presurizado de 2km en la red de gas. En el primer año de operación, esto totalizó más de 2 millones kWh de hidrógeno.

Windgas Falkenhagen, Germany
Windgas Falkenhagen, Alemania

Gracias al éxito del proyecto Falkenhagen, se instaló un segundo proyecto de potencia a gas de 1,5 MW (Cummins HyLYZER ® 300-30) en la cercana ciudad de Hamburgo.

2. Hychico, Argentina

La Patagonia Argentina tiene uno de los mejores recursos eólicos del mundo, lo que significa que la electricidad generada a partir de su energía eólica es una de las más asequibles del mundo. Sin embargo, hay un problema-con una población de menos de tres habitantes/KM2, no se utiliza gran parte de la energía eólica. Gracias a los electrolizadores Cummins, la energía eólica ahora se almacena y exporta en forma de hidrógeno a otros lugares y aplicaciones industriales.

Hychico, Argentina
Hychico, Argentina

La energía eólica del parque eólico diadema, a 20km al noroeste de la ciudad de Comodoro Rivadavia en la provincia de Chubut, Argentina, proporciona energía para dos electrómetros HySTAT ® 60-10 Cummins. Los electrolitos crean hidrógeno que se inyecta en los campos de gas natural y se recupera para su uso en unidades de realimentación. El oxígeno generado a través del proceso de electrólisis (generalmente ventilado) también se almacena y transporta para uso en aplicaciones industriales y de alta pureza.

3. proyecto Western de gas verde de Sydney

La primera instalación de electrozer en Gales del sur utilizará energía solar y eólica para generar hidrógeno verde que se inyectará y almacenará en la red de distribución de gas. El proyecto desarrollado por la compañía de infraestructura energética Jemena, con el apoyo de la agencia australiana de energía renovable (ARENA), el proyecto de hidrógeno renovable más completo de Australia hasta la fecha y utilizará el Cummins HyLYZER ® 200-30 para producir hidrógeno mezclado con gas natural e inyectado a la red de gas Jemena en Nueva Gales del sur-la red de distribución de gas más grande de Australia-para reemplazar el gas natural por una alternativa de cero

Western Sydney Green Gas Project
Proyecto Western Sydney Green gas

La construcción del proyecto ha comenzado y está en camino de hacer que el gas renovable esté disponible para los clientes en 2021. El plan del proyecto incluye la opción de incluir en el futuro una estación de reabastecimiento de hidrógeno junto a la instalación de potencia a gas. La estación proporcionaría vehículos de hidrógeno a cilindro y vehículos para trabajo pesado, como autobuses y camiones.

El potencial del hidrógeno para almacenar y transportar energía del viento y otras fuentes renovables, lo convierte en un factor clave para una transición global hacia la energía limpia, y Cummins se complace en estar a la vanguardia.

¡ Busque actualizaciones sobre más proyectos de hidrógeno verde de Cummins en un futuro cercano!

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Cummins Inc.

Cummins es un líder mundial en energía que diseña, fabrica, vende y ofrece servicios de diésel y motores de combustible alternativo de 2,8 a 95 litros, diésel y grupos electrógenos eléctricos con combustibles alternativos de 2,5 a 3, 500 kW, además de componentes y tecnología relacionados. Cummins atiende a sus clientes a través de su red de 600 instalaciones de distribuidores independientes y propiedad de la compañía y más de 7, 200 centros de distribuidores en más de 190 países y territorios.

Puesta en marcha con hidrógeno con movimiento hidráulico

Setting sail on hydrogen with Hydro Motion

Un equipo de 20 estudiantes ambiciosos de diversos orígenes disciplinarios se reunieron para formar el equipo solar de la TU Delft, 2021, y entrar en aguas desconocidas con Hydro Motion, un barco que no solo navega, sino que vuela con hidrógeno. Luego de 15 años de construir barcos con éxito impulsados por la luz solar, el equipo de 2021 decidió que era hora de intercambiar paneles solares por una célula de combustible para dar el siguiente paso hacia una industria marítima más sostenible.

El equipo con sede en Holanda ha pasado los últimos nueve meses llevando su nuevo barco volador de concepto a realidad. Con un enfoque en la construcción de un barco de hidrógeno que funciona bien, decidieron remontar el barco solar Flying 2019 y usar sus tres cascos galardonados y Trimaran para navegar. Se eliminaron los paneles solares y se instaló un sistema de hidrógeno.

A TU Delft Solar Team member working to  install the Cummins HyPM-HD30 fuel cell
Un miembro del equipo de TU Delft solar trabaja para instalar la célula de combustible HyPM-HD30 de Cummins

El barco funciona con la célula de combustible HyPM-HD30 de Cummins y convertirá el 99,9% de hidrógeno puro en electricidad para alimentar la línea motriz, la electrónica y otros dispositivos de la embarcación. El hidrógeno se almacena en un estado gaseoso en el tanque del sistema de hidrógeno, que tiene una capacidad de 350 litros y puede almacenar más de 8 kg de gas de hidrógeno, lo que excede la energía de 265 kWH.

La célula de combustible genera electricidad a través de una reacción química de hidrógeno y oxígeno. Para alimentar la embarcación, el gas de hidrógeno del tanque de almacenamiento pasará a través de la pila de la célula de combustible y se mezclará con el oxígeno atmosférico. En cada célula de la pila de pilas de combustible, el hidrógeno se divide en dos electrones que no pueden pasar la membrana de intercambio de protones que separa el hidrógeno del oxígeno atmosférico. Los protones de hidrógeno pasan a través de la membrana para unirse con oxígeno para formar vapor de agua, y los dos electrones viajan alrededor de la membrana a través de un alambre como electricidad. Esa electricidad se usará para alimentar el motor del barco.

El hidrógeno es una fuente de energía alternativa ventajosa para la embarcación porque no produce dióxido de carbono, tiene una densidad energética mayor que las baterías de iones de litio y es más liviano que las baterías. Sin embargo, el tamaño grande del barco hace que sea más difícil de maniobrar en aguas mediterráneas y mientras que puede navegar sin problemas en el hidrógeno, necesitará un impulso extra para alcanzar la velocidad de despegue correcta para volar.

Ese impulso adicional es una pequeña batería optimizada para la densidad de energía. Combinados, el paquete de baterías y el HyPM-HD30 potencia un motor sin escobillas eléctrico trifásico de 70 HP, similar a un auto Toyota Yaris. La combinación de fuentes de energía asegura que haya suficiente potencia para despegar. Una vez que los cascos de la embarcación están fuera del agua y el barco solo vuela en sus hidroplanos, la celda de combustible de 30 kW es nuevamente suficiente para alimentar la embarcación. El despegue tiene lugar a las 13,6 mph. En este punto, los cascos se levantan del agua y vuelan 40 cm por encima de la superficie con una velocidad de más de 20 mph.

El equipo reveló su barco al público a través de Livestream el 10 de mayo en el Maritime Museum Rotterdam. Dos semanas después, el equipo puso el barco en aguas abiertas en el puerto de Róterdam por primera vez para llevar a cabo su primera prueba húmeda. Los resultados de la prueba 1 mostraron que la embarcación es hermética, navega de manera estable con baterías y tiene una velocidad de navegación de 20 km/h con 2000 RPM en la hélice. Los estudiantes continuarán probando y mejorando la embarcación en las próximas semanas para aumentar la velocidad, navegar usando el sistema de hidrógeno y buscar seguridad, eficiencia y resistencia.

Una vez que se complete las pruebas, tres miembros del equipo capitarán el barco en el Monaco Solar & Energy Boat Challenge. Este desafío internacional invita a estudiantes y profesionales de todo el mundo para que compitan en tres clases: energía, solar y clase Open sea. El equipo solar de TU Delft navegará por el océano abierto y competirá en la clase Open sea.

Two TU Delft Solar Team members with Dutch politician, Jan Terlouw, at the christening of Hydro Motion
Dos miembros del equipo solar de su Delft con el político holandés, Jan Terlouw, en el bautizo del movimiento hidroeléctrico

Impulsado por el hidrógeno, utilizando una célula de combustible de Cummins y las mentes de 20 estudiantes dedicados, el primer barco de hidrógeno volador está impulsando al mundo otra liga más hacia un futuro con cero emisiones de carbono y una industria marítima más sostenible. Mientras el equipo de la embarcación solar de el TU Delft continúa trabajando en Hydro Motion para conseguir la competencia preparada, esperamos el día en que vuelen la línea de meta con energía ecológica.

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Los electrolizadores Cummins impulsan la primera estación de reabastecimiento de hidrógeno de su tipo

El puerto de Amberes, Bélgica, será el hogar de la primera estación de reabastecimiento de hidrógeno del mundo capaz de suministrar hidrógeno verde directamente a barcos, automóviles, camiones y clientes industriales. La estación, construida por CMB. TECH, utilizará el Cummins HyLYZER®-250, un electrozador PEM de 1,2 MW, para producir hidrógeno en el lugar. CMB. TECH es la división Cleantech de CMB. La compañía es un activo Desarrollador e integrador de soluciones de hidrógeno con un enfoque en ingeniería, producción de hidrógeno, aplicaciones industriales y marinas.
 
Ubicada en una casa portuaria entre la ciudad y el puerto, la estación de abastecimiento de combustible está perfectamente posicionada para ofrecer aplicaciones industriales y barcos en el puerto con hidrógeno y ser fácilmente accesible para el público en general. Cummins Inc. ya ha suministrado electrolitos para más de 60 estaciones de abastecimiento de hidrógeno en todo el mundo, lo que brinda generación de hidrógeno en el lugar a través de electrólisis. Un solo sistema de electroelectrógeno de 1 MW puede generar más de 400 kg de hidrógeno al día en pureza a nivel de célula de combustible, lo suficiente para alimentar a 16 camiones de carga de hasta 600 millas (más de 950 km) cada uno. Estos sistemas ya se han escalado con éxito a más de 20 MW.

Cuando los electrolitos son impulsados por fuentes de energía renovables como el viento, el solar o la hidroeléctrica, el hidrógeno es totalmente de color verde, con cero emisiones de carbono de pozo a volante.

Durante años, Cummins se ha centrado en soluciones que usan materiales y tecnologías que tienen menos impacto en el planeta para brindar valor y prosperidad a nuestros clientes y comunidades. En 2019, la compañía publicó PLANET 2050, un ambicioso plan que incluye objetivos basados en la ciencia alineados con los acuerdos climáticos de París y un objetivo que sea neutro en carbono por 2050.

Las estaciones de reabastecimiento de hidrógeno accesibles son una parte fundamental del proceso de reducción de emisiones, ya que hacen que el transporte impulsado por hidrógeno sea una opción realista. Cummins ve a gobiernos de todo el mundo apoyando la adopción de tecnologías de hidrógeno de diferentes maneras y cree que todas las políticas deben alentar el respaldo de infraestructura.

La infraestructura es necesaria para garantizar que los sistemas de Cummins puedan respaldar la adopción de la tecnología de hidrógeno y de pilas de combustible en todo el país. La inversión gubernamental en infraestructura envía una señal fuerte a la industria de que esta transición está sucediendo y crea más certeza para las inversiones.

En Amberes, el reabastecimiento de combustible es rápido y sencillo (se dispensa en 700 bares para coches y 350 bares para autobuses y camiones). Además de la estación de abastecimiento de combustible, el sitio también contendrá dos muelles de remolque que pueden usarse para transportar el exceso de hidrógeno ecológico para actividades industriales y de reabastecimiento en otros lugares. Ya está bien en marcha, la estación de reabastecimiento de combustible estará abierta para los clientes en 2021.
 

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Cummins celebra su compromiso con el medioambiente durante la semana verde europea

Cummins celebrates commitment to the environment during European Green Week

Cummins Inc. ha estado a la vanguardia de la sostenibilidad ambiental durante décadas. Como uno de los primeros en la industria en publicar un informe de sostenibilidad y el primero en adoptar normas de emisiones más estrictas en los EE. UU., además de ayudar a los países de todo el mundo a cumplir con normas similares y más estrictas, el compromiso de Cummins con el medioambiente es inquebrantable.

Durante varios años, Cummins se ha centrado en soluciones que usan materiales y tecnologías que tienen menos impacto en el planeta para brindar valor y prosperidad a nuestros clientes y comunidades. En 2019 Cummins publicó PLANET 2050 , un ambicioso plan que incluye objetivos basados en la ciencia alineados con el acuerdo de París y un objetivo que sea neutro en carbono por 2050.

Mientras celebramos la semana verde europea 2021 (del 31 de mayo de 4 de junio), miramos hacia atrás algunos de los éxitos y logros de Europa desde una perspectiva de política y productos y le damos una idea de lo que está por venir.

Semana verde europea

La semana verde europea 2021 está dedicada a la ambición de contaminación cero. El plan de acción de la UE para lograr una ambición de contaminación cero es una acción clave del acuerdo ecológico europeo y ayudará a crear un ambiente más limpio en toda la UE al monitorear, informar, prevenir y remediar mejor la contaminación del aire, el agua, el suelo y los productos de consumo. Los fondos de la UE de próxima generación, concebidos como el instrumento para recuperarse de la crisis de COVID 19, harán que €672,5 mil millones en préstamos y donaciones estén disponibles para respaldar las reformas e inversiones emprendidas por los Estados miembros, principalmente a través del centro de recuperación y resiliencia. El objetivo es ayudar a construir una economía más sostenible y crear oportunidades de trabajo, dedicando al menos el 37% del monto total del plan de recuperación a las inversiones y reformas ecológicas.

Liderando el camino en Europa

En julio de 2020, la Comisión Europea anunció su estrategia de hidrógeno para explorar el potencial del hidrógeno limpio en la descarbonización de la economía de la UE de una manera rentable, en consonancia con el objetivo de neutralidad climática 2050 establecido en el acuerdo ecológico europeo. Desde entonces, hemos visto a países de toda Europa anunciar sus propias estrategias de hidrógeno y planes para reducir las emisiones, incluido el Reino Unido. La UE también ha llegado a un acuerdo sobre la ley climática de la UE que tiene como objetivo reducir las emisiones netas de gases de efecto invernadero en al menos un 55% antes de 2030, en comparación con 1990 niveles, a fin de alcanzar la neutralidad de carbono en 2050.

Cummins también ha dejado claro su compromiso con el hidrógeno en la región, irrumpir en un nuevo centro de producción de sistemas de células de combustible en Alemania, y recientemente anunció sus planes para una de las plantas de electroelectrógeno más grandes del mundo para la producción de hidrógeno ecológico que se ubicará en Castilla-la mancha, España. La inversión en España viene en los talones de Iberdrola y la decisión de Cummins de asociarse juntos en proyectos de producción de hidrógeno a gran escala en España y Portugal.

Cummins continúa estando a la vanguardia de la tecnología de electrozer, que ofrece soluciones tanto de PEM como de alcalinas. HyBalance, Denmark , es una de las instalaciones de producción de hidrógeno más avanzadas de Europa. Desde 2018, el electrógeno PEM de 1,2 megavatios ha producido 120 toneladas de hidrógeno, lo que 24/7 permite una entrega de 60 toneladas de hidrógeno a un cliente industrial y demuestra su capacidad para equilibrar la red eléctrica. Las 60 toneladas restantes se han entregado a otros clientes, incluidas las estaciones de hidrógeno para los taxis con celdas de combustible en la capital de Dinamarca, Copenhague. En Falkenhagen, Alemania , se instalaron seis electrolizadores alcalinos HySTAT 60 de Cummins, que se utilizan para convertir la energía eólica en hidrógeno. En el momento de la puesta en marcha, la instalación, ubicada en el estado de Brandeburgo, fue el primer proyecto de demostración a escala de megavatios del mundo para almacenar energía eólica en la red de gas natural. En el primer año de operación, se alimentaron más de 2 millones kilovatios-hora de hidrógeno en la red de gas.

Las células de combustible de Cummins también continúan liderando el camino en el transporte ferroviario sin emisiones en toda Europa. impulsado por las células de combustible de Cummins, los trenes Alstom ahora están en funcionamiento en Alemania, Italia y Austria, con la lista de países que continúan creciendo. Los trenes usan pilas de combustible a bordo para convertir el hidrógeno y el oxígeno en electricidad, emitiendo solo vapor y agua y reduciendo las emisiones operativas a cero.

El futuro es brillante

Con dos nuevas instalaciones en camino y empleados dedicados en tres centros de Europa, el futuro del hidrógeno es brillante. Cummins se complace en contribuir al camino a cero en Europa a través de todas sus tecnologías. Para lograrlo, es esencial encontrar el equilibrio regulatorio adecuado entre los plazos de eliminación de las tecnologías actuales y el desarrollo de infraestructura para ayudar a las industrias a adaptar y consolidar nuevos mercados y tecnologías, como el hidrógeno verde y las pilas de combustible. Junto con políticas que son neutrales con respecto a la tecnología, esto permitirá la inversión en el futuro y el logro de los objetivos climáticos de la UE. Antes del apto para 55 paquetes , los gobiernos de todos los niveles deben asociarse con la industria para desarrollar las ambiciones de inversión, investigación e innovación en infraestructura correctas. Junto con los marcos de políticas inteligentes, esto allanará el camino para acelerar la transición ecológica, generar puestos de trabajo y fortalecer la actividad industrial.  

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El papel de la electrólisis a gran escala en la descarbonización global

Cummins - Electrolysis at scale - hero

El mundo está acelerado para reducir drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero y limitar el calentamiento de la tierra a 1,5 grados de los niveles preindustriales. Para alcanzar este objetivo, 189 partes, representando a los productores del 83 por ciento de las emisiones mundiales, han ratificado el acuerdo de clima de París. Además, 66 países ahora han expresado sus intenciones de ser neutrales al carbono por 2050, y varias de ellas han pasado a ser leyes.

¿Cómo alcanzan los países estos objetivos ambiciosos? La respuesta es una parte importante de la cual se produce la energía renovable producida a través de electrólisis a partir de fuentes renovables. Desarrollar e implementar soluciones de hidrógeno ecológico es una estrategia importante.

¿Qué es la electrólisis verde a gran escala?

La electrólisis es una reacción electroquímica altamente eficiente que utiliza electricidad para descomponer el agua (H20) en sus elementos constituyentes, hidrógeno (H2) y oxígeno (o2). La electrólisis se considera "verde" si la electricidad utilizada proviene de fuentes renovables, como energía solar, hidroeléctrica o eólica. En estos casos, la producción de hidrógeno no emite gases de efecto invernadero, lo que lo convierte en hidrógeno verde.

Cummins - Large scale electrolysis - infographic
Las instalaciones de electrozer a gran escala pueden ser alimentadas directamente por electricidad renovable, como se muestra en la infografía anterior. Esto se considera electrólisis "verde".

Las instalaciones de electroelectrózer a gran escala pueden ser alimentadas directamente por electricidad renovable, lo que ayuda a permitir el uso eficiente de energía limpia, a pesar de la variabilidad que caracteriza algunas fuentes de energía renovables. Por ejemplo, cuando se produce una energía solar excesiva (por ejemplo, el sol brilla, pero la demanda de electricidad es menor a la producida), la energía solar puede suministrar energía a un electrógeno para producir hidrógeno, lo que permite que la energía pueda ser almacenable durante largos períodos de tiempo.

Actualmente, el sistema de electroelectrógeno Cummins instalado en el centro de producción de hidrógeno de Air Liquide en Bécancour, Quebec, puede producir casi 3, 000 toneladas de hidrógeno al año utilizando energía hidráulica limpia. Es el electrómetro PEM más grande en funcionamiento a 20 MW; sin embargo, la industria está subiendo rápidamente a proyectos de 100 MW, 200 MW y más.

¿Por qué es importante la electrólisis a gran escala?

Escalar verticalmente los proyectos y las capacidades de electrólisis es importante por varias razones.

Disminuir el costo del hidrógeno

Hoy en día, el hidrógeno es costoso. El costo del hidrógeno debe bajar para permitir una adopción amplia. Gracias a las economías de escala, a medida que los costos de producción disminuyen, también lo hace el costo para los clientes, allanando el camino para su adopción en más mercados y regiones. A medida que el uso del hidrógeno se vuelve más extendido, la infraestructura seguirá su ejemplo.

Aumentar la descarbonización 

El hidrógeno más barato permitirá que otros sectores, como el transporte, se deshagan de la descarbonización. El hidrógeno más barato facilitará la adopción de vehículos impulsados por células de combustible con hidrógeno.

Lograr objetivos climáticos globales

Muchos países y ciudades tienen objetivos climáticos ambiciosos. El uso de hidrógeno verde para aplicaciones, como la producción de productos químicos o en la red de gas para las casas de calefacción, reduce el impacto en el medioambiente.

Un país que aprovecha la electrólisis a gran escala para respaldar su estrategia de descarbonización es España. Cummins está localizando uno de los electrolitos más grandes del mundo en el área de Castilla-la-mancha y se asocia con el proveedor de servicios públicos Español Iberdrola para ayudar al país a alcanzar su objetivo de producir 4 GW de capacidad de producción de hidrógeno instalada por 2030.

más información sobre el proyecto de Cummins y la sociedad pionera en la producción de hidrógeno en España .

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