El hidrógeno verde tiene un papel fundamental en la transición mundial hacia energías sostenibles y economías sin emisiones. Sin embargo, el proceso para producirlo requiere un alto grado de pureza del agua. En este blog, analizamos los sistemas de tratamiento de agua que permiten mantener un suministro seguro y constante de hidrógeno.
El hidrógeno verde se produce a través de un proceso químico conocido como electrólisis. Este método utiliza una corriente eléctrica para separar el hidrógeno del oxígeno en el agua. La reacción en sí misma tiene lugar en un electrolizador. Cuando la electricidad utilizada para alimentar la electrólisis se obtiene de fuentes renovables, no se emiten emisiones de carbono a la atmósfera.
Si el agua utilizada para producir el hidrógeno no se trata adecuadamente, los iones en el agua, como el hierro, el níquel y el cromo, pueden dañar el electrolizador, lo que resulta en un proceso de producción continuamente menos eficiente y que reduce la vida útil del electrolizador.
Por tanto, es crucial que los productores de hidrógeno especifiquen sistemas de tratamiento de agua que sean seguros y que entreguen consistentemente una calidad de agua de al menos 1MΩ/cm, el grado de pureza requerido para el agua utilizada en la producción de hidrógeno.
Otro aspecto que debe considerarse es cómo puede tener lugar la producción de hidrógeno en diferentes ubicaciones y entornos. Un desafío crítico a superar para un diseño de paquete de electrólisis estándar es poder adaptarse manteniendo la eficacia. Esto se debe a la amplia variedad de entornos globales que ofrecen fuentes de agua de alimentación muy diferentes, como agua de mar, agua de río, pozos, aguas residuales o agua de red. El suministro de agua de alimentación dicta las tecnologías de tratamiento de agua necesarias para lograr la calidad de agua requerida.
Los tratamientos previos podrían incluir filtración de partículas, ablandamiento del agua, eliminación de orgánicos, filtros de carbón activado granulado (GAC), dosificación de antiescalantes o sistemas de desgasificación. Luego, el agua debe pasar por un sistema de ósmosis inversa (OI) antes de ser pulida con intercambio iónico de lecho mixto o electrodesionización en continuo (CEDI).
Veolia Water Technologies, ha utilizado su experiencia para diseñar una gama de productos "plug and play" que incorporan diferentes tecnologías en una sola unidad para ofrecer un suministro confiable de agua adecuada para la producción de hidrógeno. Estas soluciones varían según la aplicación. Veamos algunas de ellas:
Producción de hidrógeno entre 100kW – 1MW
Nuestra gama de productos ELGA es ideal para electrolizadores entre 100 kilovatios (kW) y 1 megavatio (MW). El producto ELGA PURENERGY ha sido diseñado específicamente para suministrar agua para electrolizadores de generación de hidrógeno inferiores a 1 MW y para mejorar el rendimiento comercial de los sistemas de generación de hidrógeno. PURENERGY mejora la eficiencia del electrolizador, reduce las cargas de enfriamiento y la complejidad del sistema, minimizando el tiempo de comercialización y el costo por kg de nuevos diseños de electrolizadores de hidrógeno inferiores a 1 MW.
Producción de hidrógeno entre 1MW – 500MW
También tenemos sistemas de OI estandarizados para electrolizadores entre 1 MW y 20 MW. Estos se utilizan habitualmente para aplicaciones industriales.
Nuestra gama de sistemas compactos Sirion™ produce agua purificada desde 10 l/h hasta 120 m3/h. Todos los productos de la gama son completamente automáticos y ofrecen un alto rechazo de sal mediante el uso de membranas de baja energía. La gama incluye Sirion™ Seawater, que está diseñado específicamente para tratar agua de mar, rechazando más del 99% de la sal contenida en el agua de alimentación.
Sirion™ Midi procesa entre 90 y 800 l/h, y tiene un TDS (Sólidos Disueltos Totales) de hasta 1000 mg/l. Incorpora cuatro membranas de baja energía, así como una bomba de paletas rotativas, lo que le permite producir agua ideal para aplicaciones industriales más pequeñas.
Producción de hidrógeno > 500MW
Para proyectos más grandes, existen los modelos TERION y TERION S. Estos incorporan OI y CEDI para suministrar agua desmineralizada de alta calidad que evita la formación de incrustaciones y la corrosión. TERION elimina más del 99,9% de los inorgánicos disueltos para producir el agua desmineralizada de mayor calidad.
Para proyectos con electrolizadores que funcionan desde 100 kW hasta 500 MW, Veolia Water Technologies puede diseñar y suministrar sistemas personalizados, con tecnologías para el pretratamiento hasta el pulido del agua. Además, también ofrecemos un servicio global para garantizar la máxima eficiencia de la instalación.
Para obtener más información sobre el agua para la producción de hidrógeno, haga clic aquí.
Autor | Derek Mcintyre
Derek has 30 years experience of business development on water purification and waste water treatment at ELGA and Veolia. Derek is a Chartered Engineer and has been involved in developing markets for ELGA and Veolia products for much of his career.
