Taula de Treball de l’HidrogenICAEN. 26 de Maig del 2020

Pròleg

Per què l’hidrogen?

Oportunitats per a Catalunya?

Grups de treball

Objectius, Organització i Funcionament

3

5

8

11

12

Del francès hydrogène, terme encunyat per Louis Bernard Guyton de Morveau, a partir dels termes

grecs ὕδωρ (hýdōr, «aigua») i γεννάω (gennáō, «generar»), és a dir«generador d'aigua», segle XIX.

Etimologia

Descarbonitzarel país

Generar riquesa iconeixement

Reforçar el nostre teixit

industrial

Aprofitar elsrecursos locals

renovables

H2 – Què ens permet?

ABUNDANT 75% de l’univers

EFICIENT Conversió directa d’energia química a elèctrica

NET 2H2(g) + O2(g) → 𝟐𝟐𝐇𝐇𝟐𝟐𝐎𝐎(𝐠𝐠) + Energia

EMMAGATZEMABLE Gas o líquid

TRANSPORTABLE Gas o líquid

BateriaCarbó

GasolinaHidrogen

ALTA DENSITAT ENERGÈTICA

(per kg)

Avantatges

Desavantatges

NO EXISTEIX PER SI SOL S’ha de generar

ALTA DIFUSSIVITAT Requereix materials avançats

BAIXA DENSITAT ENERGÈTICA - EN ESTAT GASÒS -

(per m3)Ara bé, la liquefacció

incrementa la densitat (x 800)

14 cops més lleuger que l’aire

AMPLI RANG D'INFLAMABILITAT 4 vol% - 77 vol%

Gràcies als materials actuals, i a la seva alta volatilitat, l’H2 és tan segur o més què els combustibles líquids

En una societat cada cop més electrificada, l’hidrogen és el vector energètic que ens aportarà flexibilitat i ens

permetrà integrar la generació elèctrica renovable amb elssectors consumidors d’energia

“Sector Coupling”

Usos Actuals i Futurs de l’H2

Font: Path to hydrogen competitiveness - A cost perspective 20 January 2020. Hydrogen Council

ENERGIA PRIMÀRIA

ENERGIA SECUNDÀRIA CONVERSIÓ PRODUCTE

INTERMIGPRODUCTE

FINAL

Solar, EòlicaElectricitat

Electròlisis

Algues Conversió bioquímica

Biomassa

BiometàBiogàs (EDAR,

abocadors, etc.)Etanol

Olis vegetalsResidus

Municipals

CONVERSIÓ TERMOQUÍMICA

Syngas

Gas Natural

SMR (steam-

methane-reforming)

PetroliPOX

(Partial oxidation)

CarbóATR

(AutothermalReforming)

Source: Shell Hydrogen Study: Energy Of The Future?

HIDROGEN GRIS

• Reformació (SMR) de gas natural

• 95 % de l’H2 actual• El més barat ≈ €1.5/kg

• Els drets d’emissions de CO2(ETS) incrementaran els costos

de producció amb SMR

HIDROGEN BLAU

• Reformació de gas natural ambcaptura de CO2 (CCS)

• Preus estimats de la captura: de de 0.10 €/kg H2 (ATR) a 0.30

€/kg H2 (SMR)• L’H2 blau és més car que el gris,

però es van aproximant• S’espera un paper important a Europa fins al 2030, sobretot als

paisos amb access a GN

HIDROGEN VERD

• Electròlisis de l’aigua amb energies renovables o SMR de

biogàs• Preus actuals: de 4 a 6 €/kg H2.

S’espera que al 2030 es reduiran fins un ≈60%

GN H2

Electricitatrenovable

SMR

Avui 2030

Tipus d’H2

GN H2

SMR CCS

CO2

Preus electrolitzadors

Preus energia renovable

H2

Al 2030Capex – reducció del 60%Eficiència – del 65% al 70% Altres – Reducció costos manteniment Energia Eòlica (offshore) – LCOE ≈ 33$/MWh

Font: Path to hydrogen competitiveness - A cost perspective 20 January 2020. Hydrogen Council

Costos Generació Hidrogen Verd amb Eòlica “Offshore”Tecnologia Electròlisis – Projecció preus per al 2030 –

Preus Hidrogen verd vs Dièsel a Espanya

1 kg d’ hidrogen 3,35 l de Dièsel

H2

CATHODE

ELECTROLYTE

ANODE

e-

6,7 l de Dièsel

Pila Combustible

A Espanya Sense Impostos Impostos Total1 litre dièsel 0,435 € 0,550 € 0,985 €

A Espanya Sense Impostos Impostos Total1 kg Hidrogen 2,91 € ? ?

Equival en MJ 2 x Eficiència

x 6,7

≈(1,00) €/kg per a la compressió, transport i subministrament

≈ 2 €/kgFont: Hydrogen Station Compression, Storage, and Dispensing Technical Status and Costs. NREL

https://www.dieselogasolina.com/precio-de-los-carburantes-con-y-sin-impuestos-en-europa.html

de generació

Preus Hidrogen verd vs Gasolina Sense Plom 95 a Espanya

1 kg d’ hidrogen 3,78 l de Gasolina

H2

CATHODE

ELECTROLYTE

ANODE

e-

7,56 l de Gasolina

Pila Combustible

A Espanya Sense Impostos Impostos Total1 litre gasolina sense plom 95 0,419 € 0,660 € 1,079 €

A Espanya Sense Impostos Impostos Total1 kg Hidrogen 3,16 € ? ?

Equival en MJ 2 x Eficiència

x 7,56

≈(1,15) €/kg per a la compressió, transport i subministrament

≈ 2 €/kgFont: Hydrogen Station Compression, Storage, and Dispensing Technical Status and Costs. NREL

https://www.dieselogasolina.com/precio-de-los-carburantes-con-y-sin-impuestos-en-europa.html

Catalunya podria convertir-se en el hub de l’hidrogen o el "H2 Valley" del Mediterrani,

esdevenint punt d’interconnexió entre el nord i el sud d’Europa

DESCARBONITZACIÓ

Grups de Treball

MOBILITAT

Transport, Distribució iSubministrament

(hidrogeneres)

Sector Residencial

Sector Industrial

Particulars, flotes, ferrocarril, marítim,

aeri

GENERACIÓH2 RENOVABLE

Integració amb energies renovables

(solar i eòlica)

Fonts biogèniques (biomassa)

INFRASTRUCTURA I SUBMINISTRAMENT

Cadena de valorUsos

Durada Màxima 4 mesos

Lideratge Taula: ICAENGrups: Dinamitzador voluntari

Entregables:o Identificar problemes i barreres i plantejar solucions concretes.o Identificar projectes prioritaris en els àmbits de: (1) R+D+I; (2)

Desenvolupament Industrial; (3) Millora Normativa; (4) ProjecteDemostratiu, (5) altres.

o Escollir-ne un per grup i desenvolupar-lo, o bé definir les característiques bàsiques pel seu desenvolupament.

Funcionament o Reunions periòdiques (a definir)o Treball telemàtic i/o presencial a l’ICAENo L’ICAEN facilitarà l’accès a la informació a cada grup i facilitarà

la comunicació entre grups per a crear sinergies i evitar duplicitat de feïna.

DESCARBONITZACIÓ MOBILITATGENERACIÓH2 RENOVABLE

INFRASTRUCTURA I SUBMINISTRAMENT

Objectius Evaluar la capacitat de generació d’H2 renovable a Catalunya Incrementar R+D Posicionar la

Indústria

A Descobrir Tipus Generació Energies Primàries Regions Capacitats de

Generació Global

Punts de Partidao Prospectiva energètica horitzó 2050 a Catalunya o Fonts biògeniques: Biomassa, EDARS, abocadors, MSW.o Distribució de recursos al territori: per comarques.o Indústria de béns i equips a Catalunya que pugui desenvolupar sistemes

de generació d’hidrogen (electrolitzadors, reformadors, ceràmica, polímers, etc)

GEN CentralitzadaFonts Biogèniques

Electròlisi amb Renovables GEN Distribuïda

Recursos a Catalunya

Grup Generació H2 Renovable

Xarxa Hidrogeneres Transport d’hidrogen

Recursos a Catalunya

Objectius Determinar com fer arribar l’H2 renovable per a la mobilitat i per l’ús industrial

Incrementar R+D

Posicionar la Indústria

A Descobrir

Zones prioritàries: emissions altes (CO2, gasos contaminants) i origen

Infrastructura existent per a transportar

hidrogen

Nova infrastructura

requerida

Punts de Partidao Densitats industrialso Mapa emissionso Flotes de vehicles públics i privats o Normativa vigent emissionso Infrastructura xarxa gas natural (transport i distribució)o Transport per ferrocarril i carretera

Grup Infrastructura i Subministrament

Distribució població Xarxa de gas natural (p2g)

ÚS MOBILITAT ÚS INDUSTRIAL

Mercat emissions de CO2Residencial

Grup Descarbonització

ObjectiusEsbrinar el potencial de descarbonització que té l’H2 a Catalunya

Incrementar R+D Posicionar la Indústria

A DescobrirProcesos Industrials no-electrificables

Àmbits residencials no-electrificables

Punts de Partidao Prospectiva energètica horitzó 2050 a Catalunyao Objectius petjada de carboni a Catalunya i Espanya.o Tipus d’industria i distribució a Catalunyao Emissions de CO2 per sector econòmico Indústria de béns i equips a Catalunya que pugui desenvolupar sistemes

d’utilització d’hidrogen (calderes, forns, motors, turbines, etc)

Industrial Xarxa de gas natural

Recursos a Catalunya

FerroviariTransport Pesat

Grup Mobilitat

Objectius Quin paper té l’hidrogen per a la mobilitat a Catalunya Incrementar R+D Posicionar la

Indústria

A Descobrir

Quina mobilitat NO és electrificable amb bateries

Què fa/farà la resta del món

Punts de Partidao Parc de vehicles privats i públicso Normativa vigent emissions vehicles per territorio Plans estratègics transport marítim, aeri i ferrocarrilso Indústria de béns i equips a Catalunya que pugui desenvolupar sistemes

d’utilització d’hidrogen (calderes, forns, motors, turbines, etc)

Transport Lleuger Ports i Aeroports

Recursos a Catalunya

La tasca és ingent.Però l’oportunitat i la necessitat d’establir unaeconomia justa, sostenible i decarbonitzada

relativitza i justificaqualsevol esforç, per molt gran que sembli al

principi

Gràcies per la seva atenció

Pere Margalef Valldeperezpmargalef@fce.com